基于电流解耦控制的并联型APF优化设计

发布时间：2024-06-02 15:56

　　在三相四线供电系统中,大量电力电子装置与非线性负载的使用,造成了谐波污染、功率因数偏低以及中线电流过流等电能质量问题,严重影响了供电系统的供电质量。相比于传统的由电容电感等无源器件组成的无源滤波器,有源电力滤波器(active power filter,APF)作为一种新型补偿装置可以更为高效、灵活的解决电能质量问题。APF的控制策略决定了其工作性能,滞环控制、PI控制等多种电流控制策略已经被引入到APF中用以提升补偿精度和动态响应速度但仍存在较大的提升空间,本文在传统电流解耦控制算法的基础上提出了一种基于重复PI控制的改进型电流解耦控制算法,保证补偿精度的同时提高了动态响应速度,将改进后的电流解耦控制算法与传统电流解耦控制算法进行了仿真以及实验的对比分析,验证了所提出的控制算法的正确性。本文首先分析了APF的工作原理和基本结构,着重研究了三相四桥臂并联APF的拓扑结构,分析了其补偿原理并搭建了数学模型。研究了两种谐波、无功以及中线电流的提取方法,分析了传统电流解耦与改进后电流解耦控制策略的原理,设计了控制器参数,为接下来的仿真及实验提供完善的理论基础。采用MATLAB中的SIMULI...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 本文的研究背景及研究意义
        1.1.1 谐波的危害
        1.1.2 谐波标准及谐波治理
    1.2 APF国内外研究现状
        1.2.1 APF基本结构
        1.2.2 电流控制策略
    1.3 本文的主要研究工作
2 并联型APF的工作原理和数学模型
    2.1 三相四线APF补偿原理及拓扑结构
    2.2 APF指令电流检测算法
        2.2.1 改进型i_p-i_q指令电流检测算法
        2.2.2 dq0指令电流检测算法
    2.3 锁相环
    2.4 直流侧电压控制
    2.5 三相四线APF数学模型
    2.6 本章小结
3 电流解耦控制策略
    3.1 传统电流解耦控制算法
    3.2 改进型电流解耦控制算法
        3.2.1 稳定性分析
        3.2.2 稳态误差分析
    3.3 仿真模型
    3.4 仿真结果对比分析
    3.5 本章小结
4 APF样机硬件及软件设计
    4.1 APF样机硬件电路设计
        4.1.1 电路中主要器件选型
        4.1.2 软启动模块
        4.1.3 信号调理模块
        4.1.4 驱动模块
        4.1.5 保护模块
    4.2 APF样机软件设计
        4.2.1 主程序设计
        4.2.2 中断程序设计
        4.2.3 数字低通滤波器的设计
        4.2.4 软件保护设计
    4.3 本章小结
5 电流解耦控制实验研究
    5.1 实验参数及条件
    5.2 实验结果对比分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3987470