论文题目: 新型谐波抑制及相关技术的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电气工程
作者: 吴卫民
导师: 钱照明
关键词: 被动式谐波治理,主动式谐波治理,串联混合有源电力滤波器,闭环控制,稳定,功率等级,谐振,开关损耗,零电流开关,零电压开关,空间电压矢量法,脉宽调制,载波,功率因数校正,逆变器
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 谐波治理技术经过多年的发展,基本技术手段日趋成熟,但是目前离用户的期望值还有相当距离。如工业电网方面,谐波源电力用户希望能采用非常经济的有源方案对已经投资的无源滤波器组进行合理改造,使得无源滤波器组在任何负载情况下都能正常投切,从而获得最佳的无功功率效益。民用电网方面,采用不可控整流方案的变频家电逐渐成为主要谐波源,出于经济性和可靠性等方面的考虑,已有的主动式谐波治理方案难以为有关家电生产厂家所自愿推广应用。市场呼唤“能够综合考虑PFC、升压、变频、提高能效、保证可靠性以及价格低廉的新型电能变换策略”。本文对已有的谐波治理技术进行了分析和总结,从应用角度出发,研究了一些相关的基本问题,主要包括以下三方面内容: 1、串联型有源电力滤波器的滤波性能和控制稳定特性的研究 串联混合有源电力滤波器(SHAPF)是对目前大量使用的无源滤波器组进行滤波性能改造的一种较佳方案。由于电力系统是一个复杂的时变系统,而APF装置本身也是一个高阶系统,因此在研究串联混合有源电力滤波器系统的稳定性时,如果同时考虑包括电力系统的所有参数,则系统难以找到稳定控制域,所以目前涉及它控制特性的已有研究文献,在考虑系统稳定性时,基本上仅做定性分析,然而定性分析难以实现系统参数优化。 本文提出一种分析串联型APF控制的新方法,即:将涉及电力系统的稳定和APF装置本身的稳定两者分开分别加以分析。对涉及电力系统的稳定进行了定性分析,对APF装置本身的控制进行了定量分析。总结出改善串联型有源电力滤波器控制稳定性的四种具体措施:提高逆变器的开关频率;对谐波电压直接补偿;增加电网在谐波条件下的正阻特性;在串联型APF控制回路中增加超前控制环节。同时提出一种新型串联混合有源电力滤波器超前补偿控制技术,并给出一个实际示例来阐述相关工程设计方法,完成有关的实验样机。10kVA样机的实验表明,采用该技术后,能很好改善传统串联混合有源电力滤波器的滤波性能。 2、有源电力滤波器中有源部分容量削减技术研究 在各种APF拓扑中,传统串联混合有源电力滤波器相对于其他拓扑方式有很好的性能价格比,其有源部分的容量仅占负载容量5%～10%,然而这样的容量还是难以为国内用户所接受。如何进一步降低传统串联混合有源电力滤波有源部分的容量对有源电力滤波器的推广应用有着非常现实的意义。 本文在详细分析了传统SHAPF及其已有改进拓扑的基本特性基础上,提出了一种新型串联混合有源电力滤波器的拓扑结构。它利用工频串联谐振电路对电网侧电流的高
论文目录:
第1章 绪论
§1.1 皆波抑制技术发展所面临的机遇与挑战
§1.2 工业电网有源电力滤波器方案及其应用研究中几个关键技术
§1.2.1 有源滤波器方案
§1.2.2 目前有源电力滤波器应用研究的几个关键技术
§1.3 民用电网的谐波抑制以及相关节能关键技术
§1.3.1 变频家电谐波抑制技术
§1.3.2 单相交流输入三相交流输出变频家电调速系统节能技术
§1.4 本文选题的意义和主要研究内容
§1.4.1 本文选题的意义
§1.4.2 本文主要研究内容
第2章 有源电力滤波器滤波性能与控制稳定性分析
§2.1 引言
§2.2 传统串联型APF的控制稳定性机理分析
§2.2.1 整个供电系统运行的稳定性定性分析
§2.2.2 串联型APF自身控制的稳定性定量分析
§2.3 新型串联混合有源滤波器控制技术
§2.4 设计、仿真与实验结果
§2.5 本章小结
第3章 有源电力滤波器的有源部分容量削减控制技术研究
§3.1 引言
§3.2 串联混合有源电力滤波器一般原理
§3.3 新型高性能串联混合有源电力滤波器
§3.3.1 原理框图
§3.3.2 耦合变压器的特性分析
§3.3.3 控制策略及其实现
§3.4 三种SHAPF和PPF谐波抑制性能的对比
§3.5 新型SHAPF自身稳定性分析
§3.6 新型SHAPF有源部分容量分析
§3.7 新型SHAPF实验结果
§3.8 本章小结
第4章 提高有源电力滤波器的逆变器效率以及一种新型主动式谐波治理技术的研究
§4.1 引言
§4.2 可升压自然软开关变流技术
§4.2.1 传统三相电压源逆变器以及主要脉宽调制技术
§4.2.2 可升压自然软开关变流器工作机理
§4.2.3 直流电压分析
§4.3 三相逆变器线电压调制度定义与锯齿载波调制
§4.3.1 三相逆变器线电压调制度定义
§4.3.2 锯齿载波调制
§4.3.3 基于锯齿载波空间电压矢量法的自然软开关逆变器控制实现
§4.4 可升压自然软开关逆变器的控制特性分析
§4.4.1 升压控制特性
§4.4.2 三种直通模式
§4.4.3 升压电感的电流应力分析
§4.4.4 逆变器电流应力分析
§4.5 自然软开关逆变器设计实例实验研究
§4.6 自然软开关变流技术在谐波治理方面的应用研究
§4.6.1 自然软开关变流技术在串联混合有源电力滤波器方面的应用分析
§4.6.2 自然软开关变流技术在中小功率等级主动式谐波治理方面的应用分析
§4.7 本章小结
第5章 总结和展望
5.1 本文研究工作的总结
5.2 研究展望
博士期间发表论文
附录
致谢
发布时间: 2006-07-12
参考文献
- [1].厂矿企业配电网谐波治理控制策略和工程应用研究[D]. 王莉娜.中南大学2003
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