基于谐振控制器的有源电力滤波器无谐波计算控制策略

发布时间：2017-12-07 10:04

  本文关键词：基于谐振控制器的有源电力滤波器无谐波计算控制策略

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【摘要】：随着各种非线性负载、电力电子变换器接入电网,大量的谐波流入电力系统,对于电力系统和用电设备造成了不良影响。有源电力滤波器(APF)可以很好地解决谐波污染问题,成为了国内外的研究热点。本文对于APF的电流、电压控制策略展开了研究。 本文首先研究了基于谐振控制器的电流控制策略,提出了谐波电流控制环与基波电流环相分离的结构,将负载电流直接作为谐波电流环的指令,无需谐波检测计算环节,从而提高系统的稳态补偿精度以及动态响应速度。LCL滤波器具有比单电感滤波器更好的开关纹波滤除效果,但是其相位滞后较大。谐振控制器可以实现对于谐波指令的高精度跟踪,传统的谐振控制器存在相位裕度小的问题,应用于LCL滤波器APF中补偿的最高谐波次数有限。本文对于传统谐振控制器进行了改进,增大了系统的稳定裕度,使得LCL型APF可以最高补偿31次谐波,补偿精度得到了提高。而且,通过选择对应的谐振控制器相并联,可以实现选择性谐波补偿。 其次,由于谐振控制器的性能随着电网频率的偏移会变差,本文提出了一种电网频率自适应策略,利用锁相环实时跟踪电网频率的变化,修正谐振控制器的谐振频率,使得APF在电网频率发生变化后仍然可以实现高精度的补偿效果。由于锁相环的性能决定了频率自适应策略的稳态补偿精度和动态性能,对于锁相环的设计进行了研究。 再次,本文对于直流侧电压的控制策略进行了研究,基于瞬时无功理论分析了直流侧电压与补偿电流有功分量的关系,采用了一种对直流侧电压的平方进行控制的闭环控制策略,控制器采用PI控制器就可以实现对于电压指令的无静差跟踪。然后对于APF启动时直流侧电压的升压方式进行了研究。 最后,对APF控制系统平台进行了设计,硬件上设计了采样板、主接口板、DSP控制板、IGBT驱动板和驱动转接板,软件上设计了DSP和工控机的程序。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN713.8;TM761

【参考文献】

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本文编号：1261990