三相四桥臂三电平有源电力滤波器研究

发布时间：2020-03-19 19:19

【摘要】：随着科技的飞速发展,电力电子设备及非线性负载广泛存在于电力系统中,谐波污染问题日益严重,有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)因其容量大、补偿灵活等优势成为了控制电能质量领域的一个研究热点。本文以三相四桥臂三电平有源电力滤波器为研究对象,分别以谐波检测算法、谐波跟踪控制技术与调制策略展开研究,其中调制策略为本文研究的重点。首先,本文简要介绍了APF的基本工作原理及其重要组成部分,分别在abc与αβ0坐标系下建立了数学模型。针对电网负载的多样性,提出了基于反馈原理的改进移动窗积分型谐波检测算法,提高了谐波检测算法的动态响应速度。同时针对谐振控制器在谐振点附近带宽窄的缺陷,本文应用了改进型比例谐振控制器,很好地解决了谐波跟踪等问题。详细分析了四桥臂两电平变换器在αβ0坐标系下的3D-SVPWM调制策略,以此为基础,将三电平分解为两电平的形式,实现了四桥臂三电平APF的3D-SVPWM调制策略。根据“伏秒平衡”原理对分解前后矢量状态进行分析,充分证明了本文所提出的基于分解思想的3D-SVPWM调制策略与传统算法的等效性。针对NPC拓扑结构固有的中点电位不平衡问题,分析了基矢量对中点电位的影响,提出了基于电荷守恒的中点电位控制策略,通过修正矢量作用时间,达到了维持上下电容电压平衡的目的。针对3D-SVPWM调制策略运算复杂的缺点,提出了一种简化PWM调制策略。该简化算法根据三相参考电压的大小及正负,直接确定基矢量的状态及作用时间。针对中点电位不平衡问题,以单相桥臂为研究对象,分析了中点电位不平衡产生的机理,提出了基于简化PWM调制策略的中点电位控制算法,通过改变o状态的作用时间,最终维持了上下电容电压平衡。最后通过仿真与实验对两种调制策略进行了对比,得出了简化PWM调制策略更优于3D-SVPWM调制策略的结论。对三相四桥臂三电平APF的硬件与软件进行了详细设计,完成了实验平台的搭建,分别在稳态与动态环境下对本文提出的算法进行了验证,证明了其应用在APF中的正确性。
【图文】：

图 3-17 三相参考电压平衡时逆变器仿真波形Figure 3-17 The simulation waveforms of inverter with balancing three-phase reference voltage图3-17为采用3D-SVPWM调制策略当三相参考电压平衡时逆变器仿真波形，，合成参考电压矢量所在空间区域的位置如图 3-17（a）所示，由于参考电压处在
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM761

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 马骏;时珊珊;李正力;于浩然;;一种改进的PR控制器在三电平APF中的应用[J];电力电子技术;2015年09期

2 李红;吴婷;杨剑锋;;PR控制在APF纹波电压控制中的应用研究[J];电力电子技术;2015年09期

3 谢路耀;金新民;吴学智;尹靖元;童亦斌;;基于零序注入的NPC三电平变流器中点电位反馈控制[J];电工技术学报;2012年12期

4 周钰苑;;电力系统谐波抑制方法分析[J];电气开关;2012年06期

5 唐丽娜;倪帅;戴鹏;徐立华;;NPC三电平整流器中点电位控制方法的研究[J];电气传动;2012年07期

6 朱婷婷;邓智泉;王晓琳;王宇;;一种三电平三相四桥臂逆变器中点电位平衡策略[J];电工技术学报;2012年06期

7 甄霞;;电力系统谐波检测技术的现状与发展趋势[J];电工电气;2012年03期

8 乐健;刘开培;谭甜源;;一种新型的四桥臂并联有源电力滤波器的复合开关控制策略[J];中国电机工程学报;2011年36期

9 李岚;邢雪菲;;并联型有源滤波器谐波检测的DSP实现[J];电气技术;2011年05期

10 靳希;董立骏;吴世敏;龚蓓蓓;;一种改进谐波检测算法的实现[J];电力系统保护与控制;2010年03期

本文编号：2590601