三相四线制并联有源滤波器双闭环控制策略研究

发布时间：2017-07-06 03:03

  本文关键词：三相四线制并联有源滤波器双闭环控制策略研究

  更多相关文章： 有源滤波器 三维空间矢量 双闭环控制 无差拍控制 双PI控制

【摘要】：随着科学技术的发展,大量的电力电子设备运用到生产生活中,电力电子设备的应用一方面给人们的生活带来了极大的便利,另一方面由于非线性的特征会给电网带来谐波污染。所以,提高电网质量也是极为重要的任务。有源滤波器在降低电网谐波方面也越来越有效,该装置相比无源滤波具有在线实时性的特征,对变化的谐波能够进行有效的补偿。本文选取了三相四线制电容中分式有源滤波器作为研究对象,该装置一般应用于低压系统。本文首先介绍了该模型的拓扑结构以及工作原理,在其基础上介绍了p-q和ip-iq皆波检测算法。通过对两种算法的研究比较,本文采用了适用于三相四线制的改进ip-iq谐波检测算法,并建立了有源滤波器的数学模型。在电流环控制策略方面,分析了三维空间矢量控制策略,该方法能够有效地解决中线电流的问题,但是在补偿精度和暂态性方面有待提高。本文在三维空间矢量控制的基础上提出了无差拍控制,在无差拍控制中对电流预测环节进一步改进。电压环控制中采用了双PI控制策略来稳定直流侧电压。在整体电压控制策略中选择模糊控制与PI控制相结合的控制策略,该方法可以在常规PI参数的基础上来对参数进一步地调整。在电容上每个电压的控制采用PI控制,来稳定每个电容上的电压。本文在MATLAB中搭建了电容中分式有源滤波的仿真模型,仿真结果表明采用改进的ip-ip谐波检测算能够快速有效地检测出谐波,并且具有良好的动态性能。电流环采用改进后的控制策略后谐波补偿的精度大大提高并且稳态和暂态性能也得到有效改善。电压环才用双PI控制后,整体电压的响应时间加快了,超调下降了,稳态误差也得到改善,上下电容电压也得到了有效控制。
【关键词】：有源滤波器 三维空间矢量 双闭环控制 无差拍控制 双PI控制
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN713.8;TM761
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题研究的背景及意义11-13
• 1.1.1 谐波的产生11-12
• 1.1.2 谐波的危害12
• 1.1.3 抑制谐波的措施12-13
• 1.2 有源滤波器的发展13-15
• 1.2.1 国内外发展13
• 1.2.2 控制策略的发展13-14
• 1.2.3 有源滤波器的分类14-15
• 1.3 本文的主要工作15
• 1.4 本章小结15-16
• 第2章 基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法16-31
• 2.1 常规的谐波电流的检测方法16-17
• 2.1.1 基于傅里叶变换的FFT分析检测法16
• 2.1.2 基于小波变换的谐波检测方法16
• 2.1.3 基于神经网络的谐波检测方法16
• 2.1.4 基于自适应噪声消除的谐波检测方法16-17
• 2.3 谐波电流检测算法17-24
• 2.3.1 瞬时无功功率理论17-22
• 2.3.2 p-q检测方法22-23
• 2.3.3 ip-iq方法23-24
• 2.4 改进的三相四线制ip-iq检测方法24-30
• 2.4.1 零序电流分析24-26
• 2.4.2 三相四线制谐波检测仿真26-28
• 2.4.3 任意次谐波电流检测仿真28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 电流环基于3D-SVPWM无差怕的控制31-43
• 3.1 电容中分式有源滤波器数学模型31-34
• 3.1.1 abc坐标系下数学的模型31-33
• 3.1.2 αβ0坐标系下的数学模型33-34
• 3.2 三维空间矢量调制(3D-SVPWM)34-38
• 3.2.1 空间矢量控制34
• 3.2.2 三维空间矢量调制(3D-SVPWM)技术原理34-37
• 3.2.3 矢量计算37-38
• 3.3 电流无差拍控制38-42
• 3.3.1 无差拍控制原理38-39
• 3.3.2 基于拉格朗日线性插值的电流预测39-41
• 3.3.3 改进的电流预测41-42
• 3.4 本章小节42-43
• 第4章 直流侧电压双PI控制43-55
• 4.1 整体电压控制43-50
• 4.1.1 直流侧整体电压分析43-46
• 4.1.2 常规PI控制设计46-47
• 4.1.3 模糊控制原理47-48
• 4.1.4 模糊PI控制策略48-50
• 4.2 上下电容电压控制50-53
• 4.2.1 上下电容电压分析50-51
• 4.2.2 均压控制51-53
• 4.3 本章小节53-55
• 第5章 有源滤波器系统的仿真分析55-69
• 5.1 三相四线制有源滤波系统仿真55
• 5.2 负载电流分析55-59
• 5.2.1 负载参数设置55-56
• 5.2.2 电流分析56-57
• 5.2.3 ip-iq谐波检测仿真57-59
• 5.3 电流环控制策略仿真分析59-65
• 5.3.1 三维空间矢量控制59-62
• 5.3.2 改进后的电流预测仿真62-65
• 5.4 电压环控制策略仿真分析65-68
• 5.4.1 模糊PI控制65-67
• 5.4.2 上下电容的电压控制67-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第6章 结论69-70
• 参考文献70-72
• 攻读硕士学位期间取得科研成果情况72-73
• 致谢73

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本文编号：524473