基于单周控制的新型串并联混合型滤波器的研究

论文摘要

随着电力电子装置的广泛使用,将大量的谐波和无功功率注入电网,对电力系统稳定、安全、经济运行造成巨大威胁。因此,认真分析谐波产生的原因及其危害,探讨综合治理方法,抑制谐波污染已成为世界各国的研究重点,提高电网功率因数也已成为电力电子技术中的一个重大的研究课题。本论文针对电力系统谐波的抑制问题提出一种新型串并联混合型滤波器的拓扑结构,这种新型串并联混合型的拓扑结构是以传统的先将有源滤波器与无源滤波器串联,再并入电网的结构为依托,结构上进行了改进。在耦合变压器的二次侧并联基波串联谐振电路,使得电流不会注入有源滤波器与耦合变压器。同时本论文把单周控制技术应用于此拓扑结构,控制思想是使电路总负载具有单位功率因数,与传统控制方法相比,本论文避开了谐波电流的检测环节。控制电路结构简单,易于实现,响应速度快,鲁棒性好。本文的研究重点将单周控制技术成功的应用到新型串并联混合型滤波器中进行谐波抑制。根据单周控制的基本原理建立新型串并联混合型滤波器的单周控制数学模型,根据现场的要求进行参数的合理设置,应用电力电子专用仿真软件PSIM进行仿真。通过不断的调试,用仿真结果验证了理论分析的正确性和可行性。基于单周控制的新型串并联混合型滤波器能更好的抑制谐波,适应煤矿的高压场合,具有现实意义。本论文也开拓了单周控制在混合型滤波器应用的新篇章,具有很大的研究价值。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 矿用供电系统中的谐波源及其危害
• 1.1.1 矿用供电系统中的谐波源
• 1.1.2 谐波在矿用供电系统中的危害
• 1.2 谐波的治理方法
• 1.3 有源滤波器的控制方法
• 1.4 单周控制有源滤波器的发展现状
• 1.5 本文的主要工作
• 2 滤波器拓扑结构的研究
• 2.1 无源滤波器
• 2.1.1 调谐滤波器
• 2.1.2 高通滤波器
• 2.2 有源滤波器
• 2.2.1 串联型有源滤波器
• 2.2.2 并联型有源滤波器
• 2.3 混合型有源滤波器
• 2.3.1 LC 并联与APF 并联的方式
• 2.3.2 并联LC 与串联APF 的方式
• 2.3.3 LC 和APF 串联后再并联的方式
• 3 新型串并联混合型滤波器
• 3.1 新型串并联混合型滤波器的模型
• 3.1.1 并联电路分流原理
• 3.1.2 新型串并联混合型滤波器的拓扑结构
• 3.1.3 串并联混合型滤波器的滤波原理
• 3.2 新型串并联混合型滤波器的补偿特性分析
• 3.2.1 有源部分作为谐波电压源时的补偿特性
• Sh 对谐波抑制函数的影响'>3.2.2 Z_Sh对谐波抑制函数的影响
• 3.3 新型串并联混合型滤波器主电路参数
• 3.3.1 电感L 的确定
• c 的确定'>3.3.2 电容电压U_c的确定
• 3.3.3 电容量C 的确定
• 4 单周控制
• 4.1 单周控制的原理
• 4.2 单周控制电路的实现
• 4.3 单周控制技术的滤波原理
• 5 基于单周控的制新型串并联混合型滤波器的实现
• 5.1 新型串并联混合型滤波器主电路模型
• 5.2 新型串并联混合型滤波器单周控制模型
• 5.3 积分时间常数
• 5.4 新型串并联混合型滤波器的解耦单周控制模型
• 6 仿真研究
• 6.1 PSIM 仿真软件简介
• 6.2 新型串并联混合型滤波器仿真模型的建立
• 6.3 仿真分析
• 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集