三相四线制三电平有源电力滤波器控制策略的研究

发布时间：2024-01-30 01:41

　　随着科技的发展,非线性负载在各行各业获得广泛应用。这些负载产生了大量的谐波,由此引发的电能质量问题引起了人们广泛的关注。为了解决电能质量问题,有源电力滤波器(APF)的相关概念被提出来。随着研究的深入,APF逐步成为了谐波治理,改善电能质量的主要手段,受到人们的大量青睐。在人们日常生活中广泛应用的三相四线制系统,普遍存在着谐波、零序电流冲击以及三相不平衡问题,所以探究相关的治理方案具有较强的实践意义。本文首先介绍了APF的研究背景和意义,之后详细论述了APF的工作原理以及结构组成,并针对三相四线制三电平拓扑结构进行了理论分析与数学建模,以此为基础进行了APF谐波提取算法和系统控制策略的分析与研究。对于谐波检测算法,本文在介绍了现有算法的基础上,详细阐述了基于瞬时无功功率理论的ip-iq算法,然后将其应用于APF指令电流提取中,并在MATLAB中搭建了相关的仿真模型进行验证。同时在分析了不同的控制策略之后,应用前馈通道、PI控制和重复控制等相关技术,建立了双闭环系统。电压外环使用PI控制策略对直流侧电压进行控制,而电流内环则采用“PI控制+嵌入式重复控制”的复合控制策略。此外本文还详细说...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 谐波的产生以及危害
    1.2 谐波的抑制措施
    1.3 有源电力滤波器概述
        1.3.1 有源电力滤波器的发展现状
        1.3.2 有源电力滤波器的分类
    1.4 本文主要研究内容
第二章 有源滤波器的工作原理与系统模型
    2.1 有源电力滤波器的基本原理
        2.1.1 APF的系统框图
        2.1.2 APF的工作原理
    2.2 三相四线制三电平APF拓扑结构
    2.3 三相四线制APF数学模型
        2.3.1 三相静止坐标系(abc坐标系)下模型
        2.3.2 旋转坐标系(d-q-0 坐标系)下模型
    2.4 本章小结
第三章 三相四线制APF谐波电流检测与分析
    3.1 谐波检测理论概述
    3.2 瞬时无功功率理论及演化算法
        3.2.1 瞬时无功功率理论
        3.2.2 p-q法实现指令电流提取
        3.2.3 ip-iq法检测谐波电流
    3.3 谐波检测算法仿真
    3.4 本章小结
第四章 有源滤波器控制理论研究
    4.1 电流跟踪控制策略
        4.1.1 基于PI理论的电流控制方法
        4.1.2 重复控制器
        4.1.3 基于PI+重复控制的复合控制系统
    4.2 补偿器S(z)的设计
    4.3 直流侧电压控制
        4.3.1 直流侧稳压控制
        4.3.2 直流侧均压控制
    4.4 本章小结
第五章 有源滤波器系统仿真与工程实现
    5.1 APF系统仿真模型
    5.2 控制策略仿真对比
        5.2.1 未对电网进行补偿时的电网电流
        5.2.2 单独PI控制仿真结果
        5.2.3 PI控制和重复控制复合控制系统仿真
    5.3 不同环境条件下的仿真结果
        5.3.1 三相负载不平衡时的仿真结果
        5.3.2 APF滤波器动态特性
    5.4 工程实现和实验结果
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3889250