基于LC濾波器的三相并聯(lián)型有源濾波器的研究.pdf

1、本課題隸屬于教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)基金資助課題“電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)的研究”（20101402120004），是針對(duì)非線性裝置在電網(wǎng)中產(chǎn)生的諧波污染問(wèn)題提出的。并聯(lián)型有源電力濾波器（APF）是一種新型的諧波治理和補(bǔ)償無(wú)功功率的裝置，具有動(dòng)態(tài)補(bǔ)償諧波及無(wú)功功率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償精度高、補(bǔ)償方式靈活、抗干擾性能好等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于改善電能質(zhì)量、解決諧波污染具有重要意義。
　　本課題以治理諧波、改善電能質(zhì)量為研究目的，設(shè)計(jì)了基于LC濾波

2、器的三相三線制并聯(lián)型APF的部分硬件電路和軟件系統(tǒng)，研究?jī)?nèi)容如下：
　　對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行分析，介紹了電能質(zhì)量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和諧波治理的常用方式，分析了三相三線制并聯(lián)型APF的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作原理。在控制方法上，采用了基于單位功率因數(shù)的諧波檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波電流的實(shí)時(shí)跟蹤，檢測(cè)精度高、實(shí)時(shí)性好；在電流跟蹤上，優(yōu)化了傳統(tǒng)SVPWM(電壓空間矢量)算法，設(shè)計(jì)了計(jì)算量小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的基于60°坐標(biāo)系下SVPWM算法。對(duì)直流側(cè)電壓控制上，采用PI

3、調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓平衡的調(diào)節(jié)。為進(jìn)一步降低APF容量，在并網(wǎng)側(cè)設(shè)計(jì)了濾除7次諧波的串聯(lián)單調(diào)諧LC濾波器。
　　根據(jù)控制方法，確定了APF主電路以及LC濾波器的參數(shù)，建立了數(shù)學(xué)模型，在Matlab/Simulink環(huán)境下，搭建了仿真模型，諧波電流總畸變率由30.61％降到6.05%，結(jié)果表明基于60°坐標(biāo)系下SVPWM算法對(duì)諧波的抑制能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求。對(duì)比了負(fù)載突變諧波電流波形，60°坐標(biāo)系下
　　SVPWM算法比傳統(tǒng)SVPW

4、M算法響應(yīng)快、動(dòng)態(tài)性能好。LC濾波器的加入使電流總畸變率由6.05%降低到4.32%，APF兩端電壓明顯降低，提高了裝置容量。
　　完善了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)部分硬件電路，包括基于60°坐標(biāo)系下SVPWM算法的控制電路，LC濾波器以及相應(yīng)的保護(hù)電路。完成了軟件的編寫(xiě)，主要包括初始化程序、主程序、諧波檢測(cè)與控制程序三部分。
　　最后在搭建的軟硬件平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試，諧波電流總畸變率由42.1%降到6.05%，結(jié)果表明所選擇方案的正確性