并聯(lián)型有源電力濾波器控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)代社會對電力電子設(shè)備的需求日益增加，但電力電子設(shè)備在工作時(shí)往往具有非線性、沖擊性和波動性的特征，這種特征導(dǎo)致了其對電力系統(tǒng)嚴(yán)重的諧波污染。當(dāng)今，有源電力濾波器(Active Power Filter，APF)是世界上最有效的解決電網(wǎng)諧波和無功污染、改善電能質(zhì)量的方法之一，也是未來諧波治理的重要發(fā)展方向。APF是一種綜合了電力電子技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、諧波檢測以及補(bǔ)償控制技術(shù)等多個(gè)技術(shù)的復(fù)雜電力濾波裝置，其可以跟蹤補(bǔ)償幅值和頻率均有變

2、化的諧波，是當(dāng)前智能電網(wǎng)領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　本文首先介紹了當(dāng)前電力系統(tǒng)中諧波的產(chǎn)生、危害及治理等問題，分析比較了諧波治理的兩種常用方式——無源濾波技術(shù)和有源濾波技術(shù)，對這兩種諧波治理技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究，重點(diǎn)對其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析。在了解有源濾波技術(shù)在濾波效果、動態(tài)響應(yīng)及可控性方面優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對有源濾波器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，重點(diǎn)對有源濾波器的主電路結(jié)構(gòu)、諧波電流檢測以及補(bǔ)償電流跟蹤控制技術(shù)等方面進(jìn)行深入探討

3、，并對其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。
　　其次，本文介紹了有源電力濾波器的工作原理，并在此基礎(chǔ)上對有源濾波技術(shù)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析研究。在諧波電流檢測技術(shù)方面，對基于瞬時(shí)無功功率理論的p-q檢測法和ip-iq檢測法進(jìn)行分析研究，對這兩種檢測法的特性及適用場合進(jìn)行分析，選擇適用于本文設(shè)計(jì)的APF的諧波電流檢測技術(shù);在電流控制技術(shù)方面，采用目前最流行的直接電流控制技術(shù)，對其主要的兩種控制法——滯環(huán)比較控制和三角載波控制進(jìn)行研究，對兩種

4、控制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行研究;在直流側(cè)電容電壓控制技術(shù)方面，設(shè)計(jì)了一種基于有功功率補(bǔ)償?shù)闹绷麟娙蓦妷嚎刂品椒?，既簡單方便，又?jié)省硬件投資。
　　再次，根據(jù)三相三線并聯(lián)式有源電力濾波器的性能指標(biāo)設(shè)計(jì)樣機(jī)，樣機(jī)設(shè)計(jì)包括有源電力濾波器的主電路設(shè)計(jì)和控制電路設(shè)計(jì)。對有源電力濾波器的主電路設(shè)計(jì)，包括換流器部分、直流側(cè)部分以及輸入輸出部分等，對主電路中的器件參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)算法;對有源電力濾波器的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括

5、信號檢測、主控電路以及保護(hù)電路等，對控制系統(tǒng)中的各個(gè)子模塊的硬件和軟件部分都進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，給出了各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì)電路圖，同時(shí)，對控制系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，給出了各個(gè)模塊的軟件流程圖。
　　最后，為驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的有源電力濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)和算法，本文采用仿真軟件MATLAB對設(shè)計(jì)的并聯(lián)型有源電力濾波器進(jìn)行建模，對本設(shè)計(jì)中所用的諧波電流檢測算法、補(bǔ)償電流控制算法以及直流側(cè)電容電壓控制算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，給出具體的仿真結(jié)果，仿真結(jié)果表