新型有源电力滤波器的仿真研究

论文摘要

现代电力系统中由于大量非线性负载的使用,电网的谐波污染问题日益严重,这给电网的安全、经济运行带来了很大的危害。治理电网的谐波污染,提高用户电能质量,已经成为现代电力系统的重要研究课题之一。解决电力电子装置和其它谐波源的谐波污染问题,大多是装设滤波补偿装置。而采用有源滤波技术是解决现代电能质量问题的一种非常合理、有效的手段。本文设计的单相有源电力滤波器从瞬时有功能量和瞬时无功能量在系统中传递的角度出发,以调节电网输入的有功能量为目标,直接对输入电流进行控制,避开了传统的检测有功和无功电流分量的繁琐过程。整个系统采用双闭环控制,具有较好的谐波补偿性能。针对三相三线制和三相四线制系统,本文设计了一种基于改进广义瞬时无功功率理论的有源电力滤波器的控制方式,该方式较以往更加简单,而且能解决以往基于瞬时无功功率理论的控制方式存在不能滤除基波电流无功分量等缺点。特别是三相四线制有源电力滤波器硬件结构简单,只有三组开关器件。针对三角载波线性控制方法存在直流电压利用率低、输出谐波含量大的缺点,本文进一步设计了基于改进广义瞬时无功功率理论的三相有源电力滤波器的空间矢量控制方法。此外,本文设计的各种有源电力滤波器还可以对功率因数任意调节,从而实现了一种具有SVG(静止无功发生器)功能的有源电力滤波器。最后,良好的仿真结果表明本文设计的各种有源电力滤波器能有效地补偿系统中的谐波和无功功率,且具有良好的动态性能。另外,三相四线制有源电力滤波器能有效地抑制零线电流,并能有效地解决系统的不对称问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪 论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 有源滤波技术的历史发展与现状
• 1.3 有源滤波器的分类
• 1.4 有源滤波器的检测技术
• 1.5 有源滤波器的控制技术
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第2章 单相有源电力滤波器的仿真研究
• 2.1 系统结构
• 2.2 有功功率平衡原理
• 2.3 控制方案
• 2.4 仿真分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 三相三线制有源电力滤波器的仿真研究
• 3.1 系统结构
• 3.2 Park 变换及指令电流计算原理
• 3.3 控制方案
• 3.4 仿真分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 三相四线制有源电力滤波器的仿真研究
• 4.1 系统结构
• 4.2 Park 变换及指令电流计算原理
• 4.3 控制方案
• 4.4 仿真分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 有源电力滤波器功率因数可调的仿真研究
• 5.1 无功补偿的基本原理
• 5.2 单相有源电力滤波器功率因数调节控制方案
• 5.3 三相有源电力滤波器功率因数调节控制方案
• 5.4 仿真分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 瞬时无功功率理论及空间矢量技术
• 6.1 三相电路瞬时无功功率理论
• 6.2 基本电压空间矢量
• 6.3 瞬时无功功率理论与空间矢量
• 6.4 控制方案
• 6.5 仿真分析
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢