电力混合滤波系统的研究

发布时间：2017-08-08 15:28

  本文关键词：电力混合滤波系统的研究

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【摘要】：现代电力系统中谐波和无功并存是一种普遍现象,对谐波和无功的综合治理是应对这一现状的最有效办法,目前对综合治理方式的研究主要集中在无源有源串联方式混合型电力有源滤波器,而研究无源与有源并联方式的混合滤波补偿系统相对较少,本文从应用的角度对并联型的混合系统进行了深入的研究。谐波无功检测算法是混合型系统工作的基础,本文提出了一种综合小波包分析以及瞬变无功理论的复合谐波无功检测算法,本算法的实现过程是在小波包分辨出系统的基波和各次谐波后,再利用瞬变无功理论对基波信号处理,从而算出系统的基波无功。本算法能快速计算出多次谐波以及三相系统基波无功功率而无须增加数字滤波器和锁相环,同时也方便多台有源滤波器的任务分配。在滤波容量大的工况下,需要并联多台有源滤波器以扩容,本文给出了多台有源滤波器并联网络的运行、维护方案,本方案的特点是充分利用了实际采样信号的低位跳变,可以自动生成通讯地址,自我维护运行。系统谐波放大是电力系统中的一种常见现象,为此本文分析了同时检测负载电流以及系统电流的复合检测策略,通过系统电流反馈来抑制系统谐波放大,并从稳定性角度推出了系统电流反馈环节参数和实时系统拓扑的取值关系。综合治理谐波无功要求系统能够以一定的控制策略实时控制无源支路和有源支路输出滤波补偿电流。本文给出了建立在复合谐波无功检测算法上的混合系统详细控制方案,其中包括有源滤波器指令电流生成方案、实时待投入无源支路组逼近方案等等,仿真结果表明,本文所提出的针对并联型混合补偿滤波系统的谐波无功检测算法以及相应的控制策略是可行的。
【关键词】：混合系统 小波包 瞬变无功 无功补偿 谐波抑制
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM761
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题的来源及研究的目的和意义9-10
• 1.2 无源滤波技术的研究现状10-11
• 1.3 有源滤波技术的研究现状11-12
• 1.4 混合滤波技术的研究现状12-13
• 1.5 谐波无功检测算法的研究现状13
• 1.6 本文的主要研究内容13-15
• 第2章 混合系统中的无源有源技术15-30
• 2.1 无源部分关键技术及其实现15-19
• 2.1.1 无源支路的无功补偿容量计算15-16
• 2.1.2 无源支路的谐波放大分析16-17
• 2.1.3 无功补偿控制方式及容量的确定17
• 2.1.4 TSC技术的实现策略以及过零方案17-19
• 2.2 APF的原理19-22
• 2.2.1 APF的主电路结构19-20
• 2.2.2 APF基于状态平均法的模型20-22
• 2.3 APF的容量及相关参数的设计22-25
• 2.3.1 APF的容量设计22-23
• 2.3.2 APF输出滤波器参数设计23-24
• 2.3.3 APF直流侧电容电压及容值设计24-25
• 2.4 APF的输出控制策略25-28
• 2.4.1 二维SVPWM的原理25-27
• 2.4.2 二维SVPWM的实现步骤27-28
• 2.5 APF直流侧电容电压控制策略28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 混合系统的谐波无功检测算法30-43
• 3.1 小波包分析及瞬态无功复合算法原理30-33
• 3.1.1 复合算法简述30-31
• 3.1.2 小波包分析检测谐波原理31-33
• 3.1.3 小波包分析的一般步骤33
• 3.2 小波包分析效果仿真33-36
• 3.2.1 分解层次以及dbN小波系的确定34-35
• 3.2.2 小波包分析和FFT分析的比较35-36
• 3.3 信号频率浮动时的小波包分析36-39
• 3.3.1 信号频率变化对小波包分析的影响36-37
• 3.3.2 针对小波包分析频率响应的矫正方案37-39
• 3.4 小波包基础上的瞬变无功算法39-42
• 3.4.1 快速瞬变无功理论的原理39-40
• 3.4.2 瞬变无功算法检测基波无功40-41
• 3.4.3 信号频率对基波电压电流相位差辨识的影响41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 混合系统的控制策略43-61
• 4.1 混合系统的拓扑结构43-44
• 4.2 多台APF的并联方案44-45
• 4.3 混合系统的控制策略45-50
• 4.3.1 混合系统电流检测方式45-47
• 4.3.2 复合控制方式稳定性分析47-50
• 4.4 最优无源支路组的求解算法50-53
• 4.4.1 影响最优无源支路组求解的谐波因素50-51
• 4.4.2 电力电容的寿命优化控制51-52
• 4.4.3 APF的指令电流算法52
• 4.4.4 优化的网络滤波任务分配算法52-53
• 4.5 混合系统的控制方案53-55
• 4.5.1 混合系统的控制框图53-54
• 4.5.2 混合系统中主APF的控制框图54-55
• 4.5.3 混合系统中从APF的控制框图55
• 4.6 混合系统滤波补偿效果仿真55-60
• 4.6.1 混合系统无功补偿效果仿真55-56
• 4.6.2 混合系统谐波滤波效果仿真56-60
• 4.7 本章小结60-61
• 第5章 混合系统的软硬件设计及实验61-78
• 5.1 无源部分软硬件设计61-62
• 5.2 有源部分硬件设计62-67
• 5.2.1 DSP及CPLD的选型62-63
• 5.2.2 有源控制系统的电源电路63-64
• 5.2.3 电流采样以及信号调理电路64-65
• 5.2.4 IGBT的驱动及保护电路65-67
• 5.3 有源部分的软件设计67-71
• 5.3.1 APF的谐波无功计算及输出控制流程67
• 5.3.2 主APF网络维护工作流程67-71
• 5.3.3 从APF工作模式71
• 5.4 混合滤波系统的部分实验结果71-77
• 5.4.1 无源部分的样机实验71-74
• 5.4.2 有源滤波部分的样机实验74-77
• 5.5 本章小结77-78
• 结论78-79
• 参考文献79-84
• 致谢84-85
• 个人简历85

【参考文献】

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本文编号：640708