并联型三电平有源电力滤波器的设计与实现

发布时间：2017-10-27 00:24

  本文关键词：并联型三电平有源电力滤波器的设计与实现

  更多相关文章： 并联型三电平有源电力滤波器 数字滤波器 控制技术 FPGA

【摘要】：电力电子器件的广泛使用,容易造成电网电压和电流的波形畸变。因为这些非线性设备所造成的谐波,降低了电能质量,影响电网安全也威胁到了入网设备的安全和使用寿命,而且随着人民生活水平提高,用电企业的节能常识的增加,因此对电能质量的好坏越来越关注,而在电能质量里面影响最大的就是谐波含量的多少。有源电力滤波器是重要的谐波治理方法,近年来已经成为研究的重点和发展方向。在本文中,首先介绍了谐波的定义,谐波是如何产生的,谐波的国家标准,谐波含量大小对电网的危害,以及如何对谐波进行治理。然后对有源电力滤波器在国内外发展状况也进行了简单的介绍。对有源电力滤波器的基本工作原理以及不同类型进行了详细的说明,通过对原理、性能、效果、价格等多方面因素的综合对比,本文最终选择了并联型三电平有源滤波器进行研究,并建立了数学模型。在谐波电流检测方法当中,最终选用的谐波电流检测方法是用数字滤波器对电网中的谐波电流成分进行检测分离。可以比较快速、准确的检测到谐波电流。最后,经过仿真和实现验证了数字滤波器谐波检测方法的有效性和准确性。在补偿电流跟踪控制技术方面,通过对目前主流的方法性能对比,本文最终选择的是采用三角波方式。而在直流母线电容侧我们选择的是常用的PI控制方式。对并联型三电平有源电力滤波器进行了设计,并对主电路的重要参数进行了设计,并详细介绍了以FPGA为控制芯片的并联型三电平有源电力滤波器的硬件设计和软件设计。最后,使用MATLAB对三电平并联型滤波器进行了系统模型的建立,并且对仿真结果进行了分析,并用示波器和电能质量分析仪对实际设备进行测量和分析。根据仿真和试验结果,验证本文所设计的并联型有源滤波器的正确性和有效性。
【关键词】：并联型三电平有源电力滤波器 数字滤波器 控制技术 FPGA
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN713;TM761
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 谐波背景介绍10-14
• 1.1.1 谐波的定义10-11
• 1.1.2 谐波的产生11-12
• 1.1.3 谐波的标准12-14
• 1.2 谐波的危害14-15
• 1.3 谐波的治理15-17
• 1.3.1 主动型治理方法15
• 1.3.2 被动型治理方法15-17
• 1.4 有源电力滤波器（APF）国内外研究概况17
• 1.5 本文主要内容17-19
• 第2章 有源电力滤波器（APF）概况19-32
• 2.1 有源电力滤波器的原理19
• 2.2 有源电力滤波器的分类19-22
• 2.3 并联型有源电力滤波器的原理与电路结构22-26
• 2.3.1 并联型有源电力滤波器的基本原理22-23
• 2.3.2 三相并联型有源电力滤波器的基本原理与数学模型23-25
• 2.3.3 三相四线并联有源电力滤波器的组成与原理25-26
• 2.4 多电平逆变器基本电路26-29
• 2.5 三电平三相四线式逆变器数学模型29-30
• 2.6 本章小结30-32
• 第3章 谐波电流检测方法32-42
• 3.1 谐波电流检测现状32-37
• 3.2 基于数字带通滤波器谐波电流检测法37-41
• 3.2.1 数字滤波器原理介绍37-39
• 3.2.2 数字带通滤波器设计39-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第4章 有源电力滤波器的控制技术42-49
• 4.1 补偿电流跟踪控制技术42-45
• 4.1.1 常见的补偿电流跟踪控制技术42-44
• 4.1.2 电流控制系统的设计44-45
• 4.2 直流侧电压控制45-48
• 4.2.1 直流侧电压控制原理46
• 4.2.2 直流电压PI控制46-47
• 4.2.3 直流侧电压控制设计47-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第5章 并联型三电平有源电力滤波器的系统设计49-66
• 5.1 硬件设计49-60
• 5.1.1 主电路硬件设计49-54
• 5.1.2 系统硬件设计54-60
• 5.2 软件设计60-65
• 5.2.1 软件实现过程60-61
• 5.2.2 主程序流程61-65
• 5.3 本章小结65-66
• 第6章 并联型三电平有源电力滤波器的仿真与试验66-79
• 6.1 MATLAB介绍66
• 6.2 仿真模型的建立66-71
• 6.3 仿真结果71-74
• 6.4 评测与结论74-78
• 6.5 本章小结78-79
• 第7章 总结与展望79-81
• 7.1 研究总结79
• 7.2 研究展望79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-84
• 附录84-85
• 个人简历85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 万山明;宋琦;;三相高频PWM整流器的预测电流控制[J];电源技术应用;2005年01期

2 帅定新;谢运祥;王晓刚;;电网谐波电流检测方法综述[J];电气传动;2008年08期

3 孙桂萍;徐良荣;;供电系统中谐波危害与治理[J];电工电气;2009年02期

4 郑雪生;李春文;汤洪海;戎袁杰;;三相电压型逆变器的鲁棒跟踪双环控制器[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2008年01期

5 廖帅戈,蒋国旗,王玮,廖舒戈;一种新型构成APF逆变主电路的PWM逆变器[J];现代电子技术;2002年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 纪晓佳;基于EP2C8的FPGA教学实验板设计与实现[D];山东科技大学;2011年

2 张素丽;基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

3 赵小林;并联型三相四线制有源电力滤波器的研究[D];江南大学;2012年

4 金晓荧;三相三线制及三相四线制并联型有源电力滤波器的研究[D];哈尔滨理工大学;2013年

，

本文编号：1101142