基于预测控制APF电流谐波补偿控制策略的研究
发布时间：2021-12-10 01:34
当今,随着科技与经济的飞速发展,我国将电力能源的发展上升至国家能源安全战略的层面。用户端在用电需求量急剧增加的同时也对电能质量提出新的要求。由于大量新能源不断开发利用,供电端和用户端的整流器、变流器等非线性设备的大量使用,从而给电网注入了各类谐波,导致电网电能污染。谐波是一种普遍存在于发、供、用等各方的电能质量问题,电网中的谐波问题严重危及着电力系统的安全稳定运行、工业生产的正常工作运转以及大众的生命财产安全等,所以谐波问题是一个亟待解决的问题。为解决实际生活中电力系统的电能质量谐波问题,电能质量相关技术发展是保证电能质量的有效手段。并联型有源滤波器（Active Power Filter,APF）以其独特的优势,成为了治理谐波污染、无功补偿与平衡三相电流的常用手段,是一种被公认为改善电能质量最具有实用性与可行性的方法之一。在APF系统中,谐波补偿控制方案是决定APF补偿性能优良与否的至关重要因素,其直接影响最终的补偿精度。同时控制系统内参考指令量提取精准确度不仅直接影响控制性能的好坏,也同样影响APF最终的补偿效果。为此,本文通过实际与理论相结合,详细研究分析三相并联型APF电流谐波...
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超前补偿前后阶跃响应分析
西华大学硕士学位论文33eiaibic+iahibhichC32Sin-cosC22LPFC22C23LPFiαiβipiqip1iq1iαd-PLL-+ejΔθoiβdiαoiβo图3.11ip-iq谐波检测引入超前补偿和延迟补偿原理框图Fig.3.11ip-iqharmonicdetectionprincipleblockdiagramintroducingleadcompensationanddelaycompensation根据图3.11所示，从图中可以得到ip-iq谐波检测加入相应的补偿环节。其中，在滤波器输出侧加入超前补偿，加快系统的动态响应；同时，在被测电流与经计算后得到被测电流基波分量相减之前加入延迟环节，使得被测电流和计算得到的电流基波分量处于等相位相减。以此，一定程度的提高谐波指令提取方案的精准度，具体改进前后提取情况由仿真实验结果分析可得。3.3谐波检测仿真实验结果分析3.3.1三相平衡与负载恒定时谐波提取仿真实验分析在基于瞬时无功理论ip-iq检测方式中引入超前补偿环节和延迟补偿，通过Matlab仿真相对理想的条件下得到在引入补偿环节前后谐波检测系统在三相电压平衡且负载无变化时相应的实验结果如下。在谐波提取时，三相电源未畸变电压波形，如图3.12所示。图3.12谐波提取仿真模型的三相电压波形Fig.3.12Three-phasevoltagewaveformoftheharmonicextractionsimulationmodel
基于预测控制APF电流谐波补偿控制策略的研究34谐波检测中，电流有功分量ip1补偿前后动态变化曲线，如图3.13所示。图3.13谐波提取补偿前后ip1波形Fig.3.13Ip1waveformbeforeandafterharmonicextractioncompensation系统被测电流与谐波检测所得基波电流补偿前后波形，如图3.14所示。图3.14A相被测电流与提取基波电流波形Fig.3.14PhaseAmeasuredcurrentandextractedfundamentalcurrentwaveform从图3.13与图3.14可得，三相电压平衡且负载恒定时，在谐波提取初始阶段，ip1变化情况与补偿前相比较，补偿后的ip1变化是明显加快，其从约12ms动态响应时间提高至了约6ms，缩短了响应时间，让基波电流的响应明显加快；同时，使得被测电流与提取基波电流的波形重合度提高，最终使得所提取的指令谐波电流精准度。补偿前所提取谐波波形，如图3.15所示；补偿后所提取谐波波形，如图3.16所示。图3.15谐波提取补偿前A相谐波波形Fig.3.15A-phaseharmonicwaveformbeforeharmonicextractionandcompensation
【参考文献】：
期刊论文
[1]计及碳排约束的跨国电力互联网新能源消纳分析[J]. 杨青润,丁涛,文亚,宁叶,张赟. 智慧电力. 2019(10)
[2]国网为世界电力能源发展树立榜样[J]. 变压器. 2019(08)
[3]关于新能源发电技术在电力系统中的应用[J]. 刘洪立. 资源节约与环保. 2019(06)
[4]电力系统谐波对继电保护的影响[J]. 封颖. 山东工业技术. 2018(10)
[5]电力系统电能质量分析方法的探析[J]. 俞友谊. 居舍. 2017(26)
[6]新型不对称三电平四桥臂Z源逆变器的SVPWM算法[J]. 周殿祖,魏金成,邱晓初,马黎,刘虹利,居同. 电子技术应用. 2017(09)
[7]电能质量分析与治理系统[J]. 电气应用. 2017(17)
[8]现代电能质量问题分析[J]. 宫文秀. 科技风. 2017(10)
[9]关于智能电网的清洁能源并网技术标准的研究[J]. 吴争. 中国标准化. 2016(15)
[10]智能电网及其关键技术综述[J]. 宋昭. 城市建设理论研究(电子版). 2016(25)
博士论文
[1]分布式电源接入对配电网电能质量的影响及应对策略研究[D]. 施烨.东南大学 2016
[2]基于LCL滤波的并联有源电力滤波器关键技术研究[D]. 曾争.浙江大学 2015
[3]大型光伏电站电能质量分析与补偿系统研究[D]. 谢宁.湖南大学 2015
[4]三相四线制并联有源滤波器若干问题的研究[D]. 邱晓初.西南交通大学 2014
[5]并联型有源电力滤波器谐波抑制性能优化技术研究[D]. 刘聪.华中科技大学 2014
[6]有源电力滤波器若干关键技术研究[D]. 吴勇.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]配电网节能与提高电能质量技术研究[D]. 吴阳.山东大学 2018
[2]LCL型有源电力滤波器的模型预测控制策略研究[D]. 宋辉.西安理工大学 2018
[3]并联型有源电力滤波器若干关键技术研究[D]. 徐鹏.浙江大学 2018
[4]电力市场化改革对中国可再生能源发电影响的定量化分析[D]. 张春成.华北电力大学(北京) 2017
[5]并联APF谐波电流控制算法的研究[D]. 鲍禄山.西南交通大学 2016
[6]三相并联有源电力滤波器的预测电流控制方法研究[D]. 段娟凤.湖南大学 2016
[7]有源电力滤波器谐波检测与控制策略的研究[D]. 贺永平.西南交通大学 2016
[8]基于自适应滞环SVPWM控制方法的有源电力滤波器的研究[D]. 陆江华.武汉理工大学 2016
[9]火力发电企业可持续发展战略研究[D]. 李卿.西安科技大学 2015
[10]电力系统电能质量检测与综合评估方法研究[D]. 桂婷.燕山大学 2013
本文编号：3531667
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超前补偿前后阶跃响应分析
西华大学硕士学位论文33eiaibic+iahibhichC32Sin-cosC22LPFC22C23LPFiαiβipiqip1iq1iαd-PLL-+ejΔθoiβdiαoiβo图3.11ip-iq谐波检测引入超前补偿和延迟补偿原理框图Fig.3.11ip-iqharmonicdetectionprincipleblockdiagramintroducingleadcompensationanddelaycompensation根据图3.11所示，从图中可以得到ip-iq谐波检测加入相应的补偿环节。其中，在滤波器输出侧加入超前补偿，加快系统的动态响应；同时，在被测电流与经计算后得到被测电流基波分量相减之前加入延迟环节，使得被测电流和计算得到的电流基波分量处于等相位相减。以此，一定程度的提高谐波指令提取方案的精准度，具体改进前后提取情况由仿真实验结果分析可得。3.3谐波检测仿真实验结果分析3.3.1三相平衡与负载恒定时谐波提取仿真实验分析在基于瞬时无功理论ip-iq检测方式中引入超前补偿环节和延迟补偿，通过Matlab仿真相对理想的条件下得到在引入补偿环节前后谐波检测系统在三相电压平衡且负载无变化时相应的实验结果如下。在谐波提取时，三相电源未畸变电压波形，如图3.12所示。图3.12谐波提取仿真模型的三相电压波形Fig.3.12Three-phasevoltagewaveformoftheharmonicextractionsimulationmodel
基于预测控制APF电流谐波补偿控制策略的研究34谐波检测中，电流有功分量ip1补偿前后动态变化曲线，如图3.13所示。图3.13谐波提取补偿前后ip1波形Fig.3.13Ip1waveformbeforeandafterharmonicextractioncompensation系统被测电流与谐波检测所得基波电流补偿前后波形，如图3.14所示。图3.14A相被测电流与提取基波电流波形Fig.3.14PhaseAmeasuredcurrentandextractedfundamentalcurrentwaveform从图3.13与图3.14可得，三相电压平衡且负载恒定时，在谐波提取初始阶段，ip1变化情况与补偿前相比较，补偿后的ip1变化是明显加快，其从约12ms动态响应时间提高至了约6ms，缩短了响应时间，让基波电流的响应明显加快；同时，使得被测电流与提取基波电流的波形重合度提高，最终使得所提取的指令谐波电流精准度。补偿前所提取谐波波形，如图3.15所示；补偿后所提取谐波波形，如图3.16所示。图3.15谐波提取补偿前A相谐波波形Fig.3.15A-phaseharmonicwaveformbeforeharmonicextractionandcompensation
【参考文献】：
期刊论文
[1]计及碳排约束的跨国电力互联网新能源消纳分析[J]. 杨青润,丁涛,文亚,宁叶,张赟. 智慧电力. 2019(10)
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[3]关于新能源发电技术在电力系统中的应用[J]. 刘洪立. 资源节约与环保. 2019(06)
[4]电力系统谐波对继电保护的影响[J]. 封颖. 山东工业技术. 2018(10)
[5]电力系统电能质量分析方法的探析[J]. 俞友谊. 居舍. 2017(26)
[6]新型不对称三电平四桥臂Z源逆变器的SVPWM算法[J]. 周殿祖,魏金成,邱晓初,马黎,刘虹利,居同. 电子技术应用. 2017(09)
[7]电能质量分析与治理系统[J]. 电气应用. 2017(17)
[8]现代电能质量问题分析[J]. 宫文秀. 科技风. 2017(10)
[9]关于智能电网的清洁能源并网技术标准的研究[J]. 吴争. 中国标准化. 2016(15)
[10]智能电网及其关键技术综述[J]. 宋昭. 城市建设理论研究(电子版). 2016(25)
博士论文
[1]分布式电源接入对配电网电能质量的影响及应对策略研究[D]. 施烨.东南大学 2016
[2]基于LCL滤波的并联有源电力滤波器关键技术研究[D]. 曾争.浙江大学 2015
[3]大型光伏电站电能质量分析与补偿系统研究[D]. 谢宁.湖南大学 2015
[4]三相四线制并联有源滤波器若干问题的研究[D]. 邱晓初.西南交通大学 2014
[5]并联型有源电力滤波器谐波抑制性能优化技术研究[D]. 刘聪.华中科技大学 2014
[6]有源电力滤波器若干关键技术研究[D]. 吴勇.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]配电网节能与提高电能质量技术研究[D]. 吴阳.山东大学 2018
[2]LCL型有源电力滤波器的模型预测控制策略研究[D]. 宋辉.西安理工大学 2018
[3]并联型有源电力滤波器若干关键技术研究[D]. 徐鹏.浙江大学 2018
[4]电力市场化改革对中国可再生能源发电影响的定量化分析[D]. 张春成.华北电力大学(北京) 2017
[5]并联APF谐波电流控制算法的研究[D]. 鲍禄山.西南交通大学 2016
[6]三相并联有源电力滤波器的预测电流控制方法研究[D]. 段娟凤.湖南大学 2016
[7]有源电力滤波器谐波检测与控制策略的研究[D]. 贺永平.西南交通大学 2016
[8]基于自适应滞环SVPWM控制方法的有源电力滤波器的研究[D]. 陆江华.武汉理工大学 2016
[9]火力发电企业可持续发展战略研究[D]. 李卿.西安科技大学 2015
[10]电力系统电能质量检测与综合评估方法研究[D]. 桂婷.燕山大学 2013
本文编号：3531667
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