DC600V供电系统有源电力滤波器的研究

论文摘要

随着电气化铁路的快速发展,DC600V供电系统在技术和效益等方面的优势获得了认可。但由于其内部使用了整流器等非线性电力电子装置,从而产生大量的谐波,除了会产生某些特定的谐波以外,DC600V供电系统还含有45Hz的次谐波和55Hz的间谐波,会引起5Hz的纺锤型谐波振荡。以至于供电系统受到污染,降低了供电电能质量,对整个电网造成影响,因此必须采取一定措施来提高电能质量。本文首先阐述了有源电力滤波器的研究现状及发展趋势,然后对有源电力滤波器的基本理论作了详细的研究,包括有源电力滤波器的结构、分类及控制系统。针对谐波电流检测方法对补偿效果有很大影响的特点,重点分析了基于瞬时无功功率理论方法基础上改进的谐波检测方法——虚拟运算检测谐波电流的方法。文中分析了DC600V供电系统的构成,重点对其主电路的组成进行详细论述。针对DC600V供电系统存在的实际问题,设计了以TMS320F2812DSP为控制核心的并联混合型有源电力滤波器,用来抑制DC600V供电系统存在的谐波问题。其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流,由补偿装置产生一个与谐波电流数值大小相等而极性相反的补偿电流,从而使得电网的输出电流仅包含基波分量,以实现精确、迅捷的补偿谐波电流的要求。分别对无源滤波部分和有源滤波部分进行较为详细的设计。为证实所设计的有源电力滤波器的正确性,利用MATLAB7.10.0中的SIMULINK和电力系统模块对有源电力滤波器进行仿真分析。仿真结果表明,该并联混合型有源电力滤波器对DC600V供电系统中的谐波有很好地抑制作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源及意义
• 1.2 有源电力滤波器国内外研究水平及发展趋势
• 1.2.1 有源电力滤波器的发展历程
• 1.2.2 有源电力滤波器的国内外研究现状
• 1.2.3 有源电力滤波器的发展趋势
• 1.3 本课题的研究内容
• 第二章 有源电力滤波器的基本理论
• 2.1 有源电力滤波器的结构原理
• 2.2 有源电力滤波器的分类
• 2.3 有源电力滤波器的控制系统
• 2.3.1 电流（电压）检测器
• 2.3.2 控制算法
• 2.3.3 PWM发生器
• 2.4 本章小结
• 第三章 DC600V供电系统
• 3.1 DC600V供电系统的组成
• 3.2 主电路的构成
• 3.2.1 整流电路
• 3.2.2 三相逆变器箱
• 3.2.3 充电机箱
• 3.3 其他组成部分
• 3.4 DC600V供电系统存在的问题
• 3.5 本章小结
• 第四章 有源电力滤波器的设计
• 4.1 系统设计的主要理念
• 4.2 系统总体设计
• 4.2.1 无源部分的参数设计与选取
• 4.2.2 有源部分的设计与参数的选取
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统的仿真研究
• 5.1 仿真工具及其仿真方法
• 5.2 系统仿真
• 5.2.1 有源电力滤波器仿真模型建立
• 5.2.2 仿真结果及分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间参与课题和发表论文
• 致谢