三相三线制并联型三电平有源电力滤波器研究
本文选题:有源电力滤波器 + 谐波 ; 参考:《中国矿业大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着科技的发展,电力电子变换装置大量应用在工业中,在给生产带来便利的同时,随之而来的是日益严重的谐波污染问题。电网中大量谐波的出现会危害到其他电力设备的正常运行。作为治理谐波的主要电力装置,有源电力滤波器(APF)已成为电力电子领域的研究热点。为了实现APF对谐波电流的精确补偿,本文设计了基于矢量谐振(VR)控制的APF。首先,本文介绍了谐波的种类和危害,分析对比了现有的谐波治理方式,介绍了有源电力滤波器的研究现状与分类。其次,本文对三电平有源电力滤波器的一些基础理论进行了分析,分别在abc坐标系与dq坐标系下分析了三相三线并联型三电平有源电力滤波器的数学模型;对比介绍了各种谐波检测方法的优缺点,最后分别介绍了基于瞬时无功功率理论的两种谐波电流检测算法。本文的主要内容介绍了一种三电平SVPWM简化算法调制策略。首先介绍了传统的三电平SVPWM算法,然后此基础上介绍了一种SVPWM简化算法。同时,本文详细分析了三电平变换器固有的中性点电位漂移问题,并在简化算法的基础上提出了合理的解决方案。本文还阐述了三电平有源电力滤波器双闭环控制系统,介绍了电压外环PI参数设计,理论对比分析了PR控制器与VR控制器。针对PR控制器的一些不足之处,本文提出并分析了矢量谐振控制器,克服了PR控制器的不足,实现了系统的良好控制效果。随后,结合实际应用,对矢量谐振控制器进行了离散化设计。为了验证三电平SVPWM简化算法和三电平有源电力滤波器双闭环控制系统的有效性,本文还给出了三相三线制并联型三电平有源电力滤波器在MATLAB中的仿真模型,并对仿真结果进行了分析。最后,对实验样机的参数选型、硬件、软件系统等设计进行了介绍。本文设计了一台以TMS320F28335为控制核心三相三线制有源电力滤波器系统样机。基于实验装置得到实验结果,分析了实验装置稳态及动态性能,验证了本文所提出的提出的SVPWM简化算法与矢量谐振电流控制策略在三相三线制并联型三电平APF系统实际应用中的有效性。
[Abstract]:With the development of science and technology, power electronic conversion devices are widely used in industry, which not only brings convenience to production, but also brings more and more serious problems of harmonic pollution.The emergence of a large number of harmonics in the power grid will endanger the normal operation of other power equipment.Active power filter (APF), as the main power device for harmonic control, has become a research hotspot in the field of power electronics.In order to realize the accurate compensation of harmonic current by APF, an APF based on vector resonance control is designed in this paper.Firstly, this paper introduces the types and harms of harmonics, analyzes and compares the existing harmonic treatment methods, and introduces the research status and classification of active power filters.Secondly, some basic theories of three-level active power filter are analyzed, and the mathematical model of three-phase three-wire shunt three-level active power filter is analyzed in abc coordinate system and dq coordinate system respectively.The advantages and disadvantages of various harmonic detection methods are compared. Finally, two harmonic current detection algorithms based on instantaneous reactive power theory are introduced.In this paper, a three-level SVPWM algorithm modulation strategy is introduced.Firstly, the traditional three level SVPWM algorithm is introduced, and then a SVPWM simplification algorithm is introduced.At the same time, the inherent neutral point potential drift problem of the three-level converter is analyzed in detail, and a reasonable solution is proposed on the basis of the simplified algorithm.This paper also describes the three-level active power filter dual-closed-loop control system, introduces the voltage outer loop Pi parameters design, and theoretical analysis of PR controller and VR controller.Aiming at some shortcomings of PR controller, a vector resonant controller is proposed and analyzed in this paper, which overcomes the deficiency of PR controller and realizes the good control effect of the system.Then, combined with the practical application, the discrete design of the vector resonance controller is carried out.In order to verify the effectiveness of three-level SVPWM simplified algorithm and three-level active power filter dual-closed-loop control system, the simulation model of three-phase three-wire shunt three-level active power filter in MATLAB is presented in this paper.The simulation results are analyzed.Finally, the parameter selection, hardware and software design of the experimental prototype are introduced.In this paper, a prototype of three-phase three-wire active power filter system with TMS320F28335 as the control core is designed.Based on the experimental results obtained from the experimental device, the steady and dynamic performance of the experimental device is analyzed.The effectiveness of the proposed SVPWM simplified algorithm and the vector resonant current control strategy in the three-phase three-wire parallel three-level APF system is verified.
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM761
【参考文献】
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,本文编号:1770486
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