基于HHT谐波检测的T型三电平有源电力滤波器控制技术研究

发布时间：2020-08-10 19:56

【摘要】：随着科学技术的进步和电力装置的普及,改善电网的供电质量势在必行。供电质量主要涉及电压跌落、频率异常、谐波等方面,谐波作为威胁电网可靠运行的主要因素,其含量越大,用户设备发热越强,进而设备的寿命更短。目前,在谐波抑制上有源电力滤波器取得了较多的关注,但主要是应用在三相系统,而对于单相有源电力滤波器的研究还是相对贫乏。在拓扑方面,有源电力滤波器以两电平结构居多,但因电压利用率不理想、能量损失多、经济性差等因素,导致其主要在中低压功率的场合中得以应用。在此背景下,多电平变换器愈发受到青睐。本文以单相T型三电平有源电力滤波器为实时控制对象,分析了其主要的工作原理并建立了相应的数学模型。在控制策略方面,谐波检测和补偿控制作为核心技术对滤波效果有着深远影响。本文中,谐波检测采用希尔伯特黄变换,该方法具有自适应特点,在处理非线性信号上具有明显优势,且治理动态谐波时精度较高。补偿控制使用双闭环控制结构,内环是电流跟踪环,采用的是PID控制技术,外环是直流侧电压控制环,采用的是线性自抗扰控制技术。单相T型三电平的调制采用电压空间矢量,该策略相较三相系统具有矢量少、分区简单、实现容易等优点。为验证本文所提理论,首先在Matlab/Simulink软件上搭建仿真模型并分析其理论可行性。而后,以德州仪器(Texas Instruments,TI)的TMS320F28335为核心控制器,Infineon公司的F3L100R12W2H3_B11为主电路,设计额定功率为2.2kVA的实验样机。此外,在Code Composer Studio上编写相应控制算法程序,再通过Labview搭建的上位机监控界面与样机取得通信,实现系统的控制与监测。最后,进行样机实验和波形分析验证本文所提方法具备实际可行性。仿真和样机的实验表明,基于希尔伯特黄变换的谐波检测算法具有优越的谐波提取能力,线性自抗扰控制技术对电压环的控制具有更强的抗扰性和快速性,将两者应用在有源电力滤波器上能有效降低网侧电流的谐波,使电网的电能质量符合标准。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM935;TP273
【图文】：

并联型有源电力滤波器

单相二极管箝位型三电平拓扑

单相飞跨电容型三电平拓扑

【参考文献】

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本文编号：2788532