微电网专用谐波治理有源电力滤波器装置的研究

发布时间：2017-10-10 23:19

  本文关键词：微电网专用谐波治理有源电力滤波器装置的研究

  更多相关文章： 有源电力滤波器 模块化多电平 载波移相控制 电容均压控制 自动代码生成

【摘要】：近年来,电力电子技术在国民经济生产制造领域得到了普遍应用,与此同时,伴随而来的谐波污染问题也日益严重。尤其在微电网系统中,分布式能源的接口技术主要采用整流和逆变形式,因而直流侧会存在一个高压大容量电容,而容阻型负载会导致并网电压畸变率较大。为解决此工程问题,国内外工程技术人员采用串联型有源电力滤波器对电压谐波进行治理。该装置以其强大的谐波治理功能,灵活有效的控制方式,更小的安装体积,保证了系统可以平稳运行。本文主要研究串联型有源电力滤波器的控制算法和硬件拓扑结构。首先介绍串联型有源电力滤波器的基本原理,运用数学工具,建立了其基于开关基波函数的低频数学模型。然后具体介绍了电压谐波检测算法和滞环控制算法,并运用MATLAB的FDATOOL工具箱进行低通滤波器设计。在介绍完传统的串联型有源电力滤波器的拓扑结构后,对模块化多电平(MMC)进行了深入研究,运用载波移相控制策略和电容电压均压控制策略,对算法进行仿真。对系统的硬件系统进行了介绍。最后,介绍了在MATLAB环境下开发应用于电力电子设备的CAN总线通讯系统的方法。基于以上理论,在MATLAB环境中分别搭建了串联型有源电力滤波器,仿真结果说明,微电网中由于整流性RC负载产生的电压源型谐波分量能够被串联APF所补偿。同时,又进行了5电平逆变器系统仿真,此结构说明多电平MMC拓扑具有较低的谐波含量,以及可以采用低耐压开关器件应用于高电压的电力电子控制场合。又在MATLAB环境下,编制了CAN通讯系统DSP芯片端程序和PC主机端程序。控制程序算法全部采用自动代码生成技术完成,处理器采用DSP的F28335。并在硬件平台上,对CAN通讯系统设计方法进行了实际验证,证明了该方法的有效性,并具有一定的工程实际应用价值。
【关键词】：有源电力滤波器 模块化多电平 载波移相控制 电容均压控制 自动代码生成
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN713.8;TM761
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1.绪论9-11
• 1.1 题目背景及意义9
• 1.2 串联型APF研究近况9-10
• 1.3 本课题主要研究内容10-11
• 2. 串联型APF的数学模型研究11-21
• 2.1 传统串联型APF的主电路拓扑结构11
• 2.2 串联型有源电力滤波器与并联型有源电力滤波器区别11-15
• 2.2.1 电流型谐波源与电压型谐波源12
• 2.2.2 并联型APF补偿电流型谐波源12-13
• 2.2.3 并联型APF补偿电压型谐波源13
• 2.2.4 串联型APF补偿电流型谐波13-14
• 2.2.5 串联型APF补偿电压型谐波源14-15
• 2.3 三相串联型APF的一般数学模型15-16
• 2.4 三相串联型APF的dq模型16-20
• 2.4.1 三相静止变为两相静止17-18
• 2.4.2 两相静止变为两相旋转18-20
• 2.5 本章小结20-21
• 3. 串联型APF的系统仿真分析21-31
• 3.1 瞬时无功功率理论21-23
• 3.2 检测谐波电压运算方式23-24
• 3.3 LPF低通滤波器设计24-26
• 3.4 串联型APF的系统仿真设计26-29
• 3.5 串联型APF的系统程序设计29-30
• 3.6 本章小结30-31
• 4. 基于MMC结构的逆变器研究31-38
• 4.1 三相模块化多电平逆变器拓扑结构31
• 4.2 三相模块化多电平逆变器运行原理31-33
• 4.3 三相模块化多电平逆变器调制方式33-34
• 4.4 三相模块化多电平逆变器电容均压技术34-37
• 4.5 本章小结37-38
• 5. CAN通讯系统设计38-55
• 5.1 eCAN结构与工作原理38-40
• 5.2 基于自动代码生成的CAN通讯技术40-43
• 5.3 基于自动代码生成技术的ADC-CAN实验43-45
• 5.4 基于调用.dll技术的CAN总线上位机软件设计45-48
• 5.5 基于matlab的GUI开发工具设计CAN总线上位机软件界面48-52
• 5.6 基于RTDX技术的上位机程序开发52-54
• 5.7 本章小结54-55
• 6. 总结与展望55-57
• 6.1 本文主要工作55-56
• 6.2 不足与展望56-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位时期发表论文情况61-62
• 致谢62

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本文编号：1009178