磁通补偿型指定次谐波消除有源谐波隔离器研究
发布时间：2021-06-29 20:46
为实现新能源的消纳、电能的高效利用和灵活控制,电力系统已经发展为电力电子化电力系统;然而,电力电子装置固有的非线性特性,连同大型设备的启停、冲击性负荷、分布式发电系统、含有电弧及铁磁的电力设备等都会给电力系统造成严重的谐波污染。电力系统中多种电能质量控制装置均可基于可调阻抗的原理实现,或者直接工作在可调阻抗的特殊状态;磁通补偿型可调阻抗控制简单、谐波含量小,可实现四象限连续无级调节。有必要对各类磁通补偿型可调阻抗的统一原理进行研究,并得出各类磁通补偿型电能质量控制装置的一般化构建方法。本文基于磁通补偿型可调阻抗构建一台高性能、低容量指定次谐波消除有源谐波隔离器（Selected Harmonic Elimination Active Harmonic Isolator,SHEAHI）并对其实施过程中的三个关键问题——变压器端口电压超高次谐波、电流控制和指定次谐波电流检测——进行研究。结合变压器二端口网络模型和基波/谐波磁通混合控制思想,推导含变压器及逆变器组合拓扑结构的磁通补偿型可调阻抗在四类控制模式下共计30种不同的阻抗表达式;根据劳斯稳定判据推导磁通补偿型可调阻抗的磁通控制系数关于...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验平台
77(a) (b)图5-2 信号板(a)和控制板(b)硬件电路表 5-1 变压器参数参数 符号/单位 档位 1 档位 2 档位 3 档位 4励磁电感 Lm10 7.5 5 2.5绕组匝数 N1144 124.5 101.5 75变比 kT1 0.86 0.70 0.52选取档位 1 和档位 4 以进行变压器容量相关实验，实验各项参数如表 5-2 所示。表 5-2 实验参数实验参数 符号/单位 数值电源电压和系统电感 US/V 和 LS/mH 15 和 0.2整流桥后阻感负载 RL/Ω 和 LL/mH 2.2 和 11.33逆变器直流母线电压 Ud/V 16一次侧漏电感和漏电阻1LmH 和1r 0.17 和 2e-43 次滤波电抗器 r3/Ω 和 L3/mH 0.01 和 143 次滤波电容器 C3/uF 80档位 1 时磁通控制系数1 和( )1n -0
串联 10mH 电抗器（空载变压器）前后系统电流波形，图 5-4 为系统电流 FFT 图。(a) (b)图5-3 串联10mH电抗器前(a)、后(b)系统电流波形(a) (b)图5-4 串联10mH电抗器前(a)、后(b)系统电流FFT图由图 5-4（a）可知，仅采用 3 次无源电力滤波器时，系统电流THD 25.26%，基波分量幅值为 6.336A，3 次谐波系数 HF3=15.62%，谐波含量较高，无源电力滤波器滤波效果很差；由图 5-4（b）可知，系统串联 10mH 电抗器后，系统电流THD 4.17%
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用变压器集成滤波技术的光伏并网系统电能质量治理方法[J]. 刘乾易,李勇,胡斯佳,罗隆福,曹一家. 中国电机工程学报. 2019(10)
[2]配电网电力电子化的发展和超高次谐波新问题[J]. 肖湘宁,廖坤玉,唐松浩,范文杰. 电工技术学报. 2018(04)
[3]超高次谐波问题及其研究现状与趋势[J]. 汪颖,罗代军,肖先勇,李媛,徐方维. 电网技术. 2018(02)
[4]高压直流输电系统阻尼型双调谐交流滤波器的优化设计[J]. 辛清明,黄莹,邱伟,赵晓斌,李凌飞,卢毓欣. 电力自动化设备. 2017(10)
[5]电力电子化电力系统的振荡问题及其抑制措施研究[J]. 姜齐荣,王亮,谢小荣. 高电压技术. 2017(04)
[6]新能源电力系统次同步振荡问题研究综述[J]. 肖湘宁,罗超,廖坤玉. 电工技术学报. 2017(06)
[7]双谐振注入混合型有源电力滤波器特性[J]. 孟金岭,赵伟,林国营,肖勇. 电力系统保护与控制. 2016(03)
[8]比例—谐振控制器在PWM变换器应用中的几个要点[J]. 徐海亮,廖自力,贺益康. 电力系统自动化. 2015(18)
[9]单相并网变换器预测直接功率控制策略研究[J]. 周小杰,阮毅,汪飞. 中国电机工程学报. 2014(30)
[10]新型动态调谐无源滤波器的研制与应用[J]. 陈静,雷磊,袁佑新,毛金明,杨坤,周雪松. 电工技术. 2013(02)
博士论文
[1]LCL型单相光伏并网逆变器电流控制与有源阻尼控制技术研究[D]. 张宁云.上海交通大学 2015
[2]LCL滤波并网逆变器的数字单环控制技术研究[D]. 殷进军.华中科技大学 2012
[3]适应电网环境的双馈风电机组变流器谐振控制[D]. 刘昌金.浙江大学 2012
硕士论文
[1]LCL型并网逆变器的并网电流调节器和电容电流反馈有源阻尼设计[D]. 鲍陈磊.华中科技大学 2013
本文编号：3257134
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验平台
77(a) (b)图5-2 信号板(a)和控制板(b)硬件电路表 5-1 变压器参数参数 符号/单位 档位 1 档位 2 档位 3 档位 4励磁电感 Lm10 7.5 5 2.5绕组匝数 N1144 124.5 101.5 75变比 kT1 0.86 0.70 0.52选取档位 1 和档位 4 以进行变压器容量相关实验，实验各项参数如表 5-2 所示。表 5-2 实验参数实验参数 符号/单位 数值电源电压和系统电感 US/V 和 LS/mH 15 和 0.2整流桥后阻感负载 RL/Ω 和 LL/mH 2.2 和 11.33逆变器直流母线电压 Ud/V 16一次侧漏电感和漏电阻1LmH 和1r 0.17 和 2e-43 次滤波电抗器 r3/Ω 和 L3/mH 0.01 和 143 次滤波电容器 C3/uF 80档位 1 时磁通控制系数1 和( )1n -0
串联 10mH 电抗器（空载变压器）前后系统电流波形，图 5-4 为系统电流 FFT 图。(a) (b)图5-3 串联10mH电抗器前(a)、后(b)系统电流波形(a) (b)图5-4 串联10mH电抗器前(a)、后(b)系统电流FFT图由图 5-4（a）可知，仅采用 3 次无源电力滤波器时，系统电流THD 25.26%，基波分量幅值为 6.336A，3 次谐波系数 HF3=15.62%，谐波含量较高，无源电力滤波器滤波效果很差；由图 5-4（b）可知，系统串联 10mH 电抗器后，系统电流THD 4.17%
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用变压器集成滤波技术的光伏并网系统电能质量治理方法[J]. 刘乾易,李勇,胡斯佳,罗隆福,曹一家. 中国电机工程学报. 2019(10)
[2]配电网电力电子化的发展和超高次谐波新问题[J]. 肖湘宁,廖坤玉,唐松浩,范文杰. 电工技术学报. 2018(04)
[3]超高次谐波问题及其研究现状与趋势[J]. 汪颖,罗代军,肖先勇,李媛,徐方维. 电网技术. 2018(02)
[4]高压直流输电系统阻尼型双调谐交流滤波器的优化设计[J]. 辛清明,黄莹,邱伟,赵晓斌,李凌飞,卢毓欣. 电力自动化设备. 2017(10)
[5]电力电子化电力系统的振荡问题及其抑制措施研究[J]. 姜齐荣,王亮,谢小荣. 高电压技术. 2017(04)
[6]新能源电力系统次同步振荡问题研究综述[J]. 肖湘宁,罗超,廖坤玉. 电工技术学报. 2017(06)
[7]双谐振注入混合型有源电力滤波器特性[J]. 孟金岭,赵伟,林国营,肖勇. 电力系统保护与控制. 2016(03)
[8]比例—谐振控制器在PWM变换器应用中的几个要点[J]. 徐海亮,廖自力,贺益康. 电力系统自动化. 2015(18)
[9]单相并网变换器预测直接功率控制策略研究[J]. 周小杰,阮毅,汪飞. 中国电机工程学报. 2014(30)
[10]新型动态调谐无源滤波器的研制与应用[J]. 陈静,雷磊,袁佑新,毛金明,杨坤,周雪松. 电工技术. 2013(02)
博士论文
[1]LCL型单相光伏并网逆变器电流控制与有源阻尼控制技术研究[D]. 张宁云.上海交通大学 2015
[2]LCL滤波并网逆变器的数字单环控制技术研究[D]. 殷进军.华中科技大学 2012
[3]适应电网环境的双馈风电机组变流器谐振控制[D]. 刘昌金.浙江大学 2012
硕士论文
[1]LCL型并网逆变器的并网电流调节器和电容电流反馈有源阻尼设计[D]. 鲍陈磊.华中科技大学 2013
本文编号：3257134
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