并联型有源电力滤波器补偿精度优化研究

发布时间：2020-10-15 03:43

　　 近年来由非线性负载带来的谐波问题越来越严重,有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)作为一种有效的谐波治理方法,越来越受到人们的关注。对于有源电力滤波器,人们最关注的是其补偿精度,所以,如何提高有源电力滤波器的补偿精度成为该技术领域的一个研究热点。因此本文以有源电力滤波器为研究对象,重点研究如何提高其补偿精度,主要完成以下工作:首先,简单介绍了并联型有源电力滤波器的工作原理,明确了数字APF系统所包含的环节。建立了数字APF系统的数学模型,为后文的延时分析和电流环控制算法研究打下基础。其次,详细分析了数字APF系统各个环节引入的延时情况,得出滞后一拍、抗混叠滤波器和输出滤波器引入的延时较大这一结论。分析了延时对数字APF系统补偿精度的影响,得出延时会降低补偿精度的结论。然后,介绍了基于滑窗迭代离散傅里叶变换的谐波检测方法的原理和实现方法。针对基于滑窗迭代离散傅里叶变换的谐波检测方法在电网频率波动时会有检测误差的问题,提出了一种电网频率自适应的滑窗迭代离散傅里叶谐波检测方法,仿真结果验证了算法的有效性。接着,研究了基于PI控制的APF的补偿性能情况。针对基于PI控制的APF系统补偿精度较低的问题,研究了谐振控制这一基于内模原理的高精度的控制方法。又针对谐振控制在电网频率波动情况下控制精度变差的问题,提出了一种改进的谐振控制方法,该方法对电网频率具有自适应能力,仿真验证了该方法的有效性。最后,根据数字PI控制系统引入的延时是导致基于PI控制的APF系统补偿精度较低的原因这一结论,提出了一种基于延时补偿的控制方法,仿真结果说明基于延时补偿的控制方法可以有效提高APF的补偿精度。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TN713.8;TM761
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 谐波的来源和危害
        1.1.2 谐波相关标准
        1.1.3 谐波治理方法
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 补偿精度影响因素及改善方法的研究现状
        1.2.2 谐波检测算法的研究现状
        1.2.3 电流控制策略的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 数字化有源电力滤波器系统的延时分析
    2.1 数字化有源电力滤波器系统
        2.1.1 并联型有源电力滤波器的工作原理
        2.1.2 数字化有源电力滤波器系统的数学模型
    2.2 数字化有源电力滤波器系统各环节引入的延时
    2.3 延时对数字APF系统补偿精度的影响
    2.4 本章小结
第三章 基于谐波检测的补偿精度优化方法
    3.1 基于滑窗迭代离散傅里叶变换的谐波检测方法
    3.2 一种改进的滑窗迭代离散傅里叶谐波检测方法
    3.3 仿真分析
        3.3.1 开环仿真分析
        3.3.2 闭环仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 基于电流环控制的补偿精度优化方法
    4.1 APF电流环数字控制系统框图
    4.2 基于PI控制的电流环控制方法
    4.3 基于谐振控制的电流环控制方法
        4.3.1 内模原理和谐振控制原理
        4.3.2 基于谐振控制的电流环设计方法
        4.3.3 一种改进的谐振控制方法
        4.3.4 仿真分析
    4.4 基于延时补偿的控制方法
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
个人简历及攻读硕士期间的主要研究成果

【参考文献】

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本文编号：2841638