基于瞬时无功功率理论的有源电力滤波器谐波和无功检测的研究

发布时间：2017-08-20 08:31

  本文关键词：基于瞬时无功功率理论的有源电力滤波器谐波和无功检测的研究

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【摘要】：随着电力电子技术的迅速发展以及现代工业发展的需要,电力电子器件的大规模使用,对电网造成了较大的冲击,尤其以其中的谐波污染问题最为严重。谐波危害着电力系统的正常运行,尤其在一些对电能质量要求较高的生产企业,谐波污染更为严重,谐波治理问题刻不容缓。APF正逐渐成为解决谐污染问题的主要手段,而谐波电流检测作为APF工作的关键环节之一,其检测性能的优越与否直接关系到APF的运行性能,因此一直是致力于研究APF的专家、学者的研究热点。1984年H.Akagi等人提出瞬时无功功率理论后,将这种新型理论用于APF中的谐波检测并获得成功,其后不断涌现出现出了多种改进的检测方法。本文对基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测法进行了原理分析,包括p-q检测法,ip-iq检测法和dq检测法。在此基础上,又分别分析在三相电压畸变、电压不对称及三相四线制情况下,上述3种方法的检测精度及局限性,并通过仿真软件MATLAB/SIMULINK对其进行仿真验证。在上述3种方法中,以dq检测法的应用最为广泛,其检测精度与动态响应速度均相对较优。但若电网出现三相电源电压不对称时,运用该理论检测非线性负载无功电流时,会因理论缺陷而产生检测误差。因此本文在此研究基础上提出一种能在电压不对称下准确检测出谐波和无功电流的改进方法,综合理论分析和仿真验证,结果表明了该改进算法的正确性及灵活性。此外,因电网故障诊断及实际装置限流等要求,除全补偿外,指定次谐波补偿也占据重要地位。因此,指定次谐波检测同样占据重要地位,值得我们关注。传统的指定次谐波检测都是采用快速傅里叶变换得来,该方法存在计算复杂、延时大等问题,不太适用电网波动较大情形及快速补偿的要求。本文在瞬时无功功率理论的研究基础上提出一种在三相三线制和三相四线制电路中都能准确、快速检测出系统中指定次谐波电流的方法,并用仿真软件进行验证,结果表明该算法不但检测精度高、响应速度快,而且颇具灵活性。
【关键词】：谐波和无功检测 有源电力滤波器 瞬时无功功率理论 坐标变换 指定次谐波检测
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM933.1
【目录】：

• 摘要5-6
• 英文摘要6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 谐波与无功问题9-12
• 1.2.1 谐波和无功功率的产生9-11
• 1.2.2 谐波的危害和无功功率的影响11-12
• 1.3 谐波抑制与无功补偿12-13
• 1.4 有源电力滤波技术13-15
• 1.4.1 有源电力滤波器的起源和发展13-14
• 1.4.2 有源电力滤波器谐波检测方法的研究14-15
• 1.5 本文的主要工作15-16
• 1.6 本章小结16-17
• 第二章 瞬时无功功率理论17-22
• 2.1 瞬时无功功率理论17-21
• 2.2 本章小结21-22
• 第三章 基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测法22-32
• 3.1 p-q检测法22-24
• 3.2 i_p-i_q检测法24-25
• 3.3 d_q检测法25-28
• 3.4 三相四线制下谐波电流的检测研究28-29
• 3.5 低通滤波器对谐波检测效果影响的研究29-31
• 3.5.1 截止频率对检测性能的影响29-30
• 3.5.2 阶数对检测性能的影响30-31
• 3.6 本章小结31-32
• 第四章 三相三线制下的电网电压畸变及电压不对称电路的谐波和无功电流检测研究 2432-44
• 4.1 三相电网电压畸变下的谐波电流检测32-37
• 4.1.1 理论分析32-33
• 4.1.2 仿真验证33-37
• 4.2 三相电压不对称电路的谐波和无功电流检测研究37-43
• 4.2.1 理论分析37-39
• 4.2.2 相位差的求取39-40
• 4.2.3 仿真验证40-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第五章 基于瞬时无功功率理论的指定次谐波电流检测算法的研究44-52
• 5.1 三相三线制下的指定次谐波电流检测算法研究44-47
• 5.1.1 检测原理44-45
• 5.1.2 谐波正序分量的检测45-47
• 5.1.3 谐波负序分量的检测47
• 5.2 三相四线制下的指定次谐波电流检测算法研究47-49
• 5.2.1 检测原理47-48
• 5.2.2 谐波零序分量的检测48-49
• 5.3 仿真验证49-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 全文总结与展望52-54
• 6.1 全文工作总结52
• 6.2 未来工作展望52-54
• 参考文献54-60
• 发表论文和科研情况说明60-61
• 致谢61-62

【参考文献】

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本文编号：705593