并联型有源电力滤波器谐振频率检测和阻尼控制研究

发布时间：2017-09-01 08:03

  本文关键词：并联型有源电力滤波器谐振频率检测和阻尼控制研究

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【摘要】：随着社会工业水平的发展,各种精密仪器和设备的稳定高效运行需要高可靠性的电能。配电系统同人们的生活密切相关,近年来越来越多非线性负载的使用,产生了大量的谐波电流流入配电网,造成公共耦合点(PCC)电压畸变,严重恶化了配电网的电能质量;同时并联电容器的使用,也会引发系统局部或整体的谐振,使得配电网谐波问题更加严重。有源电力滤波器作为一种高效的谐波治理装置在电能质量调节领域正得到广泛的应用。本文的研究目的是利用有源电力滤波器检测配电网系统的谐振频率,并研究谐波补偿与谐振阻尼复合控制策略,使得配电系统满足电能质量标准。本文首先介绍了谐波的产生、危害以及国内外对电能质量制定的相关标准;对有源电力滤波器的发展历程进行了回顾,并简要的介绍了它的工作原理以及国内外研究现状;指出本文对系统谐振频率的检测以及谐波补偿与谐振阻尼复合控制策略的研究具有重要的价值。然后介绍三相三线制有源电力滤波器的结构和数学模型,并研究了PI+重复的复合控制策略来实现谐波电流无静差跟踪,并对此复合控制策略的有效性进行仿真验证;接着研究了影响配电网谐振频率的主要因素,分析比较了投切电容法、投切晶闸管法、谐波电流注入法这三种谐振频率检测方法,并对谐波电流注入法进行深入的理论分析,仿真验证谐波电流注入法的有效性。随后本文研究了系统谐振的产生机理,研究了提取PCC电压的谐振阻尼控制策略,介绍了此谐振阻尼控制策略的物理意义,对此阻尼控制策略进行仿真验证;在基于PCC电压的控制策略基础上分析了提取系统电流、电容电流以及谐振能量的阻尼控制,仿真证明了这三种阻尼控制策略的有效性。最后实验验证本文所研究的相关理论及仿真的正确性。实验证明了采用谐波电流注入法能够快速准确的寻找出系统谐振频率;也证明了本文采用的谐振阻尼复合控制策略能有效的对配电网系统的谐振进行抑制。希望本文的研究工作能拓宽有源电力滤波器应用领域,促进有源电力滤波的推广。
【关键词】：电能质量 有源电力滤波器 谐振频率 谐波补偿 谐振阻尼
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN713.8;TM935.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1. 绪论10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 谐波的产生、危害以及相关标准10-13
• 1.3 有源电力滤波器13-15
• 1.4 选题依据与主要内容15-17
• 2 有源电力滤波器的输出电流补偿控制研究17-26
• 2.1 并联型有源电力滤波器的工作原理17
• 2.2 有源电力滤波器的数学模型17-20
• 2.3 有源电力滤波器的输出电流指令提取与控制20-23
• 2.4 有源电力滤波器补偿性能仿真与实验23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 谐振频率检测26-37
• 3.1 谐振频率的影响因素26-28
• 3.2 检测谐振频率的常用方法28-32
• 3.3 谐波电流注入法分析32-34
• 3.4 判断谐振频率指标34-35
• 3.5 本章小结35-37
• 4 谐振阻尼控制策略37-55
• 4.1 谐振电路原理37-39
• 4.2 谐波补偿与谐振阻尼复合控制策略39-45
• 4.3 仿真分析45-48
• 4.4 谐振阻尼控制新方法48-54
• 4.5 本章小结54-55
• 5 实验结果55-65
• 5.1 谐波电流注入法检测系统谐振频率55-59
• 5.2 谐波抑制与谐振阻尼复合控制策略59-63
• 5.3 本章小结63-65
• 6 全文总结65-67
• 6.1 本文工作总结65-66
• 6.2 未来工作展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-73
• 附录1 攻读学位期间发表论文目录73-74
• 附录2 攻读学位期间所参加的科研项目74

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本文编号：770883