单周控制的单相并联型有源电力滤波器的研究

论文摘要

电力电子装置的广泛使用导致谐波问题日益严重,谐波成为了影响电能质量的主要因素。因此对电能质量的有效补偿是电力电子技术发展中最为迫切的问题之一。基于现代电力电子技术的有源电力滤波器就是为了抑制谐波,提高电能质量。因此有源电力滤波器的研究具有十分重要的理论和现实意义。本文在查阅大量国内外文献的基础上,首先阐述了有源电力滤波器的研究现状,就目前常用的有源电力滤波器控制技术的优缺点进行了分析。设计了单周控制策略下的单相并联型有源电力滤波器,分析了不同工作模式下的工作过程,并设计了相应的控制电路。为了验证该方法的正确性与可行性,利用PSCAD/EMTDC仿真软件对不同工作模式下的单周控制有源电力滤波器进行了建模,并对其补偿性能进行了仿真研究。在仿真的基础上,设计了200W单周控制单相并联型有源电力滤波器的实验系统,搭建了相应的硬件电路,对补偿性能进行了进一步的实验研究。仿真和实验结果均表明,单周控制的单相并联型有源电力滤波器无需通过复杂的计算得到参考电流,具有控制实现简单、易于系统稳定、产生最小的补偿电流等特点,对非线性负载所产生的谐波和无功电流具有良好的补偿效果,为有源电力滤波器的实际应用提供了理论依据与实验依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源、研究目的及意义
• 1.2 有源电力滤波器现状
• 1.2.1 补偿电流控制方法的研究现状
• 1.2.2 有源滤波器的应用概况
• 1.3 并联型APF 的突出优势及应用前景
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 单周控制并联型有源电力滤波器系统设计
• 2.1 系统的总体框图
• 2.2 控制电路设计
• 2.2.1 双极调制单周控制单相并联型APF 控制电路设计
• 2.2.2 单极调制单周控制单相并联型APF 控制电路设计
• 2.3 主电路设计
• 2.3.1 单周控制的稳定条件
• 2.3.2 储能电容的选择
• 2.3.3 有源电力滤波器电感的选择
• 2.3.4 电磁干扰滤波器的设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 单周控制并联型APF 的仿真研究
• 3.1 单周控制仿真分析
• 3.1.1 单周控制模型建立
• 3.1.2 单周控制仿真结果分析
• 3.2 双极调制工作模式下的系统仿真
• 3.3 单极调制工作模式下的系统仿真
• 3.4 本章小结
• 第4章 实验研究
• 4.1 控制电路硬件实现
• 4.2 实验平台及实验结果分析
• 4.2.1 实验平台
• 4.2.2 实验结果及分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢