船舶多模式電站與船舶電網(wǎng)電能質(zhì)量研究.pdf

1、上海海事大學(xué)博士學(xué)位論文船舶多模式電站與船舶電網(wǎng)電能質(zhì)量研究姓名：許曉彥申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：電力電子與電力傳動(dòng)指導(dǎo)教師：鄭華耀20070601上海海事大學(xué)博士學(xué)位論文全性。在造船界的應(yīng)用前景較為樂觀。第三章首先介紹了通用電網(wǎng)的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以及電能質(zhì)量參數(shù)的檢測(cè)技術(shù)和濾波與功率因數(shù)校正技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。然后從諧波和功率因數(shù)的概念，頻域范疇的傅里葉分析與小波分析法以及時(shí)域范疇的基于瞬時(shí)無功功率理論的分析法，介紹了電能質(zhì)量分析的理論基礎(chǔ)。

2、同時(shí)，從脈沖控制法的級(jí)聯(lián)型多電平逆變電路的發(fā)展和濾波方法中的有源濾波器的發(fā)展二個(gè)方面介紹了電能質(zhì)量改善的理論基礎(chǔ)。最后介紹了船舶電網(wǎng)的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及其濾波與功率因數(shù)校正技術(shù)的主要問題。第四章首先在Matlab環(huán)境下設(shè)計(jì)了一個(gè)并聯(lián)有源濾波系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)電源側(cè)和負(fù)載側(cè)的電流波形和頻譜進(jìn)行了分析。然后對(duì)比分析了集總式處理結(jié)構(gòu)和分布式處理結(jié)構(gòu)在船舶電網(wǎng)電能質(zhì)量參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的適用性。芽設(shè)計(jì)了一種適用于船舶電網(wǎng)的電能質(zhì)量實(shí)時(shí)參數(shù)測(cè)量系

3、統(tǒng)。該系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片，配以相應(yīng)的外圍電路，完成交流電信號(hào)的數(shù)據(jù)采樣、處理、存儲(chǔ)和顯示。所設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)在模擬抗混疊濾波的硬件電路基礎(chǔ)上結(jié)合FIR數(shù)字濾波的方法，避免了被測(cè)信號(hào)頻譜混疊現(xiàn)象的發(fā)生，減少由單純模擬濾波器的非平直通帶特性帶來的測(cè)量誤差。同時(shí)進(jìn)行了硬件的抗干擾設(shè)計(jì)，并根據(jù)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)和所采用的采樣方法，對(duì)于可能產(chǎn)生的測(cè)量誤差進(jìn)行了定性分析。最后設(shè)計(jì)了一個(gè)并聯(lián)有源濾波器的物理仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：采用一個(gè)帶阻感性負(fù)載

4、的三相橋式全控整流電路形成一個(gè)非線性負(fù)載模型來模擬船舶電網(wǎng)負(fù)載，采用變壓器相應(yīng)設(shè)置了一個(gè)獨(dú)立小容量電網(wǎng)。根據(jù)在線仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在對(duì)畸變的負(fù)載側(cè)電流進(jìn)行諧波抑制后，電網(wǎng)側(cè)相電流已接近正弦波，說明所設(shè)計(jì)的并聯(lián)有源濾波器能有效地進(jìn)行濾波。第五章在設(shè)計(jì)諧波抑制系統(tǒng)的過程中，研究了無源濾波器的參數(shù)計(jì)算法，串聯(lián)有源濾波器和有源功率因數(shù)校正電路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。并分別針對(duì)無源濾波器，串聯(lián)有源濾波器，有源功率因數(shù)校正電路建立了仿真模型以分析其運(yùn)行特性。本

5、章的重點(diǎn)為設(shè)計(jì)了一種混合有源濾波與功率因數(shù)校正電路，這是基于使電網(wǎng)參數(shù)的無功功率和畸變功率兩個(gè)參量最小化，從而達(dá)到使總功率因數(shù)最大化的目標(biāo)。該電路的設(shè)計(jì)將主動(dòng)式解決問題的方法和被動(dòng)式解決問題的方法結(jié)合在一起，互相補(bǔ)充，共同擔(dān)負(fù)起抑制諧波和提高功率因數(shù)的任務(wù)，從而在快速性和準(zhǔn)確性方面滿足船舶電網(wǎng)的要求。另外，文中還提出了二種該電路的簡化結(jié)構(gòu)形式，選取了其中較為簡化而又可靠的一種電路運(yùn)行仿真研究。仿真研究結(jié)果證明該電路在改善船舶電網(wǎng)電能質(zhì)量