低压三相不平衡补偿系统的开发与研究

发布时间：2020-11-17 14:07

　　 目前各种电力电子装置被广泛应用,居民用电的不统一性和不确定性,以及各种非线性负载的存在,使得低压配电系统出现了大量的谐波电流、三相负荷不平衡以及各种电能质量问题,因而使得低压配电系统电能质量的改善日益受到关注。基于有源电力滤波器(APF)的三相不平衡补偿装置不仅可以抑制谐波电流,还能补偿三相负荷不平衡和无功分量,达到综合补偿的目的,所以受到广泛的关注。在大量文献阅读总结和理论分析的基础上,本文主要阐述了低压三相不平衡以及谐波产生的原因,总结分析了三相不平衡装置以及谐波抑制装置的发展过程以及研究现状。重点研究分析了三相三线制的低压有源电力滤波器的不平衡补偿装置的工作原理以及数学模型。为了实现三相三线制的低压配电系统的电能质量改善,本文提出了基于同步参考坐标系的低压有源电力滤波器的不平衡补偿、提高功率因数以及谐波抑制的控制策略。在理论分析基础上搭建了基于MATLAB软件的低压三相三线制有源电力滤波器的不平衡补偿仿真模型,仿真模型很好地实现了Park变换下的低压有源电力滤波器的不平衡补偿、提高功率因数以及谐波抑制的控制策略;并且参与研制了一台70KVA的样机,通过实验样机的实验测试,实现了如下功能:1、补偿低压三相负荷不平衡所产生的不平衡电流;2、补偿无功功率,提高功率因数;3、抑制谐波电流。开发的实验样机很好地满足了电能质量标准对谐波总畸变率、三相不平衡度以及功率因数的要求,达到了预期的效果。
【学位单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM761
【部分图文】：

图 1-1 无功补偿装置的发展历程有源电力滤波器（APF）与以前的补偿设备相比，有以下明显的优势：（1）有源电力滤波器的体积更小，占用更少的空间，易于运输；（2）有源电力滤波器可以对电网系统动态补偿，能够对电流谐波、三相不平衡系统中的零序电流（三相四相制）和负序电流（三相三线制）、无功功率同时进行补偿；（3）有源电力滤波器受配电网阻抗的影响比较小，且不太可能与配电网的阻抗产生谐振；（4）当配电网频率出现波动时有源电力滤波器能快速的跟踪电网频率的变化，所以补偿能力不受配电网频率的变化影响；（5）APF 即可以对多个补偿对象进行集中补偿，也能对单个对象进行补偿[23]。

第 2 章 APF 主电路结构和基本原理及数学模型的建立第 2 章 APF 主电路结构和基本原理及数学模型的建立2.1 有源电力滤波器（APF）的分类因为有源电力滤波器的应用场合很广泛，从不同方向看，有源电力滤波器主要有三种分类方式，第一类根据直流侧储能元件的不同分类，第二类是根据有源电力滤波器接入电网系统的方式来分类，第三类按照其接入电网系统的相数分类[25]。

b) APF 的电压式结构图 2-2 APF 主电路拓扑结构2 按接入电网的方式分类按接入电网方式的不同，有源电力滤波器（APF）可以分 APF 和串联型 APF。如图 2-3（a）所示，并联型 APF 的负载是并联的接线方式接入电网的，所以称之为并联型，来补偿无功功率、三相不平衡电流、谐波电流等[28]。在这方式下，可以控制 APF 完成多种补偿的目的，功能非常全型有源滤波器也是目前应用最为广泛的一种有源电力滤波构[29]。如图 2-3（b）所示，串联型 APF 的主电路与负载是经过变
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本文编号：2887593