三相四线有源电力滤波器调制策略研究

发布时间：2017-10-18 03:26

  本文关键词：三相四线有源电力滤波器调制策略研究

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【摘要】：有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)可有效补偿供电系统中的谐波和无功。有源滤波系统中,调制策略的优劣将直接影响系统的补偿效果,本文以三相四线有源电力滤波器为研究对象,对其三种主电路拓扑的调制策略展开研究。三相四线APF系统中,两电平四桥臂变流器因其对中线电流的灵活控制,得到了广泛关注。两电平四桥臂变流器传统的调制策略需计算的变量多、过程复杂,针对这一缺陷本文提出基于ghγ坐标系的三维空间矢量调制(3-dimensional space vector pulse width modulation,3D-SVPWM)策略。该调制策略的特点是,矢量的选择和作用时间的计算均可由一组中间变量完成,简化了计算过程。仿真和实验结果证实了该调制策略的正确性和有效性。电压等级较高或对补偿效果要求较高的场合,三相四线APF系统更宜于采用三电平电容中点式和四桥臂式变流器。本文针对三电平电容中点式变流器,利用参考电压分解的方法,给出ghγ坐标系下的调制策略,该策略分为gh平面和γ轴两部分,在gh平面上采用参考电压分解的方法完成三电平调制,γ轴上根据参考矢量的γ轴分量对小矢量冗余的开关状态进行作用时间修正。电容中点式的结构特点使变流器中点电位控制的难度增加,本文利用中点控制度的概念,将16种状态分为7个等级,以此选定含有冗余的矢量开关状态,抑制中点电位的偏移。仿真和实验结果验证了调制策略与中点电位控制策略的有效性。三电平四桥臂有源滤波装置具有补偿效果好、控制灵活的优势,但由于主电路基矢量过多,变流器调制策略的简化成为其推广的关键。本文提出了基于参考电压分解的3D-SVPWM调制策略,根据界定平面确定起始矢量,将三电平四桥臂调制简化为矢量修正和两电平四桥臂调制两个环节。基于两电平四桥臂简化算法对三电平四桥臂变流器的调制过程进一步简化,利用三相参考电压判定矢量所在区域和界定平面平面函数,提出三电平四桥臂变流器的简化调制算法,该简化算法可直接根据三相参考电压确定各桥臂的状态切换时刻。在中点电位控制方面,本文根据电荷平衡的原则,调整冗余开关状态的作用时间,针对变流器桥臂状态切换时刻进行调整,提出适用于三电平四桥臂变流器的中点电位控制策略。将三种调制策略分别应用于三相四线APF系统当中进行仿真,验证调制策略有效的同时,对三种有源滤波装置的补偿效果进行对比和分析。
【关键词】：有源电力滤波器 3D-SVPWM 中点电位控制 参考电压分解
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN713.8;TM761
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 1 绪论18-27
• 1.1 课题研究的背景和意义18
• 1.2 三相四线有源电力滤波器调制策略研究现状18-26
• 1.3 本文研究的主要内容26-27
• 2 两电平四桥臂变流器调制策略研究27-40
• 2.1 ghγ 坐标系中四桥臂变流器矢量分布特点27-29
• 2.2 ghγ 坐标系下四桥臂变流器调制算法29-34
• 2.3 仿真与实验分析34-39
• 2.4 本章小结39-40
• 3 三电平电容中点式变流器调制策略研究40-59
• 3.1 ghγ 坐标系下基于参考电压分解的 3D-SVPWM调制策略40-47
• 3.2 中点电位平衡研究47-53
• 3.3 仿真与实验分析53-58
• 3.4 本章小结58-59
• 4 三电平四桥臂变流器调制策略研究59-80
• 4.1 基于参考电压分解的 3D-SVPWM调制策略59-65
• 4.2 基于简化思想的调制策略研究65-71
• 4.3 基于电荷平衡的中点电位控制策略71-74
• 4.4 仿真分析74-79
• 4.5 本章小结79-80
• 5 调制策略在有源电力滤波器中的应用80-86
• 5.1 APF系统参数80-81
• 5.2 基于不同主电路的APF系统仿真分析81-85
• 5.3 本章小结85-86
• 6 总结与展望86-88
• 参考文献88-93
• 作者简历93-95
• 学位论文数据集95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1052680