有源电力滤波器的研究

论文摘要

近年来由于电力电子等非线性设备的大规模使用,在电网中产生了大量的谐波,致使电网污染日益严重,并对人们的日常生产和生活造成了极大的危害,因此采取必要的措施来抑制谐波、提高电能质量已刻不容缓。而有源电力滤波器是公认的治理谐波污染的有效手段之一,对其进行研究具有非常重要的实际意义。本文针对有源电力滤波器进行了较全面的研究,具体内容如下：首先阐述了有源电力滤波器的发展现状、系统结构及其工作原理,对并联型有源电力滤波器进行了详细的研究,建立了相关数学模型,并推导了主电路参数的选取方法,为并联型有源电力滤波器设计提供了理论依据。其次,谐波电流检测环节是整个设计的关键,针对传统谐波检测算法不能检测任意次谐波的不足,本文研究了基于瞬时无功理论的d-q检测法,该算法可以实现任意次谐波电流的检测。再次,有源电力滤波器另一核心部分是控制策略,本文详细的介绍了并联型有源电力滤波器的控制策略,包括指令电流跟踪和直流侧电压稳定控制策略。在指令电流跟踪环节上,采用瞬时值比较方式；在直流侧电压控制环节上,针对PI控制方法初始参数难以选择的问题,提出了一种模糊PI控制策略。最后利用MATLAB软件对并联型有源电力滤波器进行了仿真,其仿真结果表明有源电力滤波器有很好的补偿性能,滤波效果很好,验证了谐波检测算法和控制策略的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 谐波的产生及其危害
• 1.1.1 谐波的产生
• 1.1.2 谐波的危害
• 1.2 谐波的抑制技术
• 1.3 有源电力滤波器的研究现状和发展
• 1.3.1 有源电力滤波器的发展历史
• 1.3.2 有源滤波器的发展前景
• 1.4 谐波电流检测现状
• 1.5 本课题的研究内容
• 第二章 有源电力滤波器的工作原理和基本结构
• 2.1 有源电力滤波器的工作原理
• 2.2 有源电力滤波器的系统结构
• 2.2.1 并联型有源滤波器
• 2.2.2 串联型有源电力滤波器
• 2.2.3 串-并联型有源电力滤波器
• 2.3 有源电力滤波器主电路形式
• 2.4 并联型有源电力滤波器补偿特性分析
• 第三章 基于瞬时无功的谐波检测算法的研究
• 3.1 瞬时无功功率理论
• 3.2 基于瞬时无功传统的谐波电流检测方法
• 3.2.1 p-q检测法
• p-i_q检测法'>3.2.2 i_p-i_q检测法
• 3.2.3 两种检测算法的比较和缺陷
• p-i_q法'>3.2.4 应用于三相四线制系统的p-q法、i_p-i_q法
• 3.3 基于d-q坐标变换的任意次谐波检测算法
• 3.3.1 特定次谐波电流正序分量的检测
• 3.3.2 特定次谐波电流负序分量的检测
• 3.3.3 特定次谐波电流零序分量的检测
• 3.3.4 特定次谐波电流的检测
• 3.4 数字低通滤波器（LPF）
• 3.5 谐波检测算法的仿真研究
• 3.5.1 MATLAB/SIMULINK简介
• 3.5.2 仿真模型设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 有源电力滤波器控制策略研究
• 4.1 电流跟踪控制策略
• 4.1.1 几种电流跟踪策略的研究
• 4.1.2 瞬时值比较方式的MATLAB实现
• 4.2 直流侧电压稳定性控制
• 4.2.1 直流侧电压波动的原因
• 4.2.2 直流侧电压控制策略
• 4.2.3 模糊PI控制的实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 并联型有源电力滤波器仿真研究
• 5.1 并联型有源电力滤波器主要参数设计
• 5.1.1 电压型PWM逆变器的数学模型的建立
• 5.1.2 主电路直流侧电容的选取
• 5.1.3 交流侧电感的选取
• 5.2 并联型有源电力滤波器的MATLAB仿真
• 5.2.1 仿真模型的参数选定
• 5.2.2 仿真结果分析
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表