三电平T型有源电力滤波器的容错运行研究

发布时间：2020-06-13 23:47

【摘要】：电力电子技术的发展使得电力电子设备具备效率高,响应速度快等优点,因此被越来越广泛地应用于电力系统。但是电力电子设备在应用时会产生大量的谐波,成为电力系统中主要的谐波源,严重影响电网的电能质量及电网供电的稳定性。有源电力滤波器能够动态补偿谐波,在电力系统中得到了广泛的应用。随着电网的非线性负载的容量增大,传统的两电平有源电力滤波器不能满足谐波补偿的要求,因此需要提高逆变器的电平数提高有源电力滤波器的容量。由于有源电力滤波器包含逆变器,当逆变器发生故障时不仅不能实现谐波补偿的功能,而且逆变器本身会变为一个谐波源,加大电网谐波,因此需要及时检测有源电力滤波器的故障,并在此基础上进行容错运行控制,继续实现谐波补偿功能。本文研究了T型三电平有源电力滤波器的谐波补偿控制,并进一步研究了T型三电平逆变器不同位置的功率器件发生开路故障时的故障诊断和容错运行控制。本文的主要工作如下:(1)详细分析了T型三电平有源电力滤波器的工作原理,并进一步研究了T型三电平逆变器的拓扑结构及控制方法,有源电力滤波器的谐波检测及谐波追踪策略。(2)针对T型三电平有源电力滤波器,详细介绍了T型三电平逆变器的三电平SVPWM控制策略,改进的自适应谐波检测算法,以及采用PI和重复控制串联的复合谐波追踪策略,并根据逆变器电路特性设计了重复控制器的详细参数,实现T型三电平有源电力滤波器的谐波补偿功能,并在Matlab中建立相应的仿真模型,验证了以上控制策略的可行性。(3)研究了T型三电平逆变器不同位置功率器件发生开路故障时的运行特性。在此基础上分别介绍了水平桥臂和垂直桥臂功率器件的故障特征,分别实现了两种位置故障器件的故障诊断,并搭建了仿真模型,验证了两种故障诊断算法的可行性。(4)针对水平桥臂的功率器件的开路故障,分别提出了两电平容错策略及三电平容错策略。对于垂直桥臂的功率器件的开路故障,通过改变T型三电平逆变器拓扑结构实现容错控制,并搭建了仿真模型,验证了容错控制的可行性。(5)为了进一步验证本文所提出的控制算法,故障诊断及容错运行算法,搭建了一套T型三电平有源电力滤波器的实验平台,论文详细介绍了实验平台的组成,并通过实验结果验证了文中算法的可行性。 【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM761

【图文】：

三电平,空间矢量

但仍然存在 ωLfifq和 ωLfifq两个耦合量，这两个控制，，消除这两个耦合量，实现 d 轴方程与 q 轴方程完全解电平逆变器的调制策略主要调制策略为脉冲宽度调制（PWM），PWM 包含：正空间矢量脉宽调制（SVPWM）等。SVPWM 具有更高的电顺序能够减小开关损耗且易于数字化实现[37]，因此在逆变器 SVPWM 矢量空间SVPWM 相比于两电平 SVPWM 拥有更多基本矢量，输出波近正弦波[38]。三电平矢量空间包含 6 个扇区（SECTOR），。每个扇区划分为 6 个三角区域，参考矢量处于不同三角区量作用时间有所区别。NPN OPNPPNSECTOR Ⅱ56

自适应滤波,原理框图

第三章 T 型三电平有源电力滤波器控制策略滤波器的截止频率是固定的[59]，当电网检测的精度容易受到影响。当低通滤波是延时较大。当截止频率较高，动态性传统的 ip-iq谐波检测算法进行优化。进的 ip-iq谐波检测算法输入波形特性，不断调整滤波器的结构果。其通过输入信号的加权处理，将加信号相减得到误差，并将误差输入到自器参数，经过迭代算法消除误差，以达到三相负载电流中基波分量。自适应滤波自适应滤波器x(n) y(n) - e(nd(n)+

【参考文献】