基于有源滤波器控制的微电网谐波抑制研究

发布时间：2020-06-28 01:32

【摘要】：在能源结构与电力系统负载日益复杂的背景下,各国逐渐对微电网技术展开研究。但微电网中的微电源、大量的非线性负载都会产生谐波电流,对系统的稳定运行造成严重的影响。因此,采取有效措施保障微电网供电稳定,提高微电网电能质量的任务显得尤为重要。针对微电网中非线性负载产生的谐波问题,本文采用三相三线制并联型有源滤波器(APF)进行谐波抑制,对改善微电网电能质量,保障系统稳定运行具有重要的研究意义。本文首先对微电网的基本结构进行论述,分析了微电网中普遍存在的谐波问题。其次,对常规的谐波检测方法进行论述,着重分析瞬时无功功率的方法。为避免微电网系统中电压波动对检测精度产生影响,本文采用基于瞬时无功功率的i_p-i_q谐波检测法。然后,本文选用被动控制的有源滤波器对非线性负载产生的谐波进行抑制,阐述了APF的工作原理并建立主电路数学模型。在APF的控制部分,电流环采用无差拍电流预测控制,预测到下一拍指令电流减少系统延迟,采用SVPWM方法将对电流的控制转换为对电压的控制,在全数字系统中确保电流跟踪的实时性和准确性;电压环采用PI控制,以保证直流侧电压稳定在参考值,进而保持系统的稳定。最后,考虑到经济性,将APF交流侧电路中串入无源滤波器(PPF),提高谐波抑制效果,降低投资成本。本文利用Matlab/Simulink软件构建p-q和i_p-i_q检测法的模型,在电源电压对称无畸变和电源电压不对称且畸变的情况下进行仿真。结果表明,i_p-i_q法不受电源电压畸变的影响,能精确地分离出谐波电流分量,检测效果较好。此外,建立APF的模型,分别在三相电压对称、突加负载、电源电压畸变的情况下对无差拍电流预测SVPWM控制策略进行验证,仿真结果表明,有源滤波器在三种情况下都能在0.01s快速、有效地抑制谐波电流。建立APF+PPF模型,在三相电压对称情况下仿真结果表明,该方法能提高谐波抑制效果并且能够有效减少有源滤波器的容量,进而大大地降低成本,经济效益良好。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM727

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本文编号：2732378