三相四线制有源电力滤波器控制策略与应用优化的研究

发布时间：2017-05-02 10:09

  本文关键词：三相四线制有源电力滤波器控制策略与应用优化的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在低压配电系统中,存在着两大主要的电能质量问题:一是三相谐波电流含量过大;二是零线电流过大。有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)是当今较为先进的抑制谐波的电力电子装置,它快速的实时性和较高的补偿精度正使其逐渐取代无源电力滤波器(Passive Power Filter,PPF)。在过去,很多学者以三相三线制并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)为主要研究对象,甚至和PPF结合组成混合型SAPF使用在中高压系统中,而对于应用在低压配电系统中的三相四线制SAPF则研究较少。本文以三相四线制SAFP为研究对象,主要的研究内容如下:1、采用三相四线制SAPF解决低压配电网中危害较大的电能质量问题。对两种经典的三相四线制SAPF的主电路结构进行了分析:从两种结构的零线电流补偿能力、控制策略设计的难易程度和经济三方面综合考虑,选择以主电路四桥臂三相四线制SAPF为主要研究对象。2、针对所选择的SAPF结构建立其低频状态下的数学模型,在此基础上设计一阶线性自抗扰控制器(Linear Active Disturbance Rejection Controller,LADRC)分别作为三相电流环控制器,利用滞环控制方式设计零线电流环。利用LADRC不依赖研究对象精确数学模型和抗扰特性强的特点,使APF具有良好的补偿精度和抗扰特性。一阶LADRC是一个反馈系统,其本质问题是系统的稳定性,而控制系统的本质问题是抗扰特性。利用经典控制理论在频域对二阶线性扩张状态观测器(Linear Extended State Observer,LESO)的收敛性与估计误差进行分析;推导了基于一阶LADRC的三相四线制SAPF系统的抗扰特性和稳定性问题。3、SAPF在应用过程中,安装地点的最优选择将有助于提高SAPF的补偿效果。在配电网谐波域模型和合适的谐波治理目标函数的基础上,以最优化思路为指导,利用节点导纳矩阵在配电网频域分析的基础上确定了SAPF最优安装点。在此方法的基础上,以一个3节点7条支路的简单配电网为例进行仿真分析,给出了具体的仿真结果,对低压配电网SAPF最优安装位置的选择方法研究具有一定意义。
【关键词】：三相四线制有源电力滤波器 线性自抗扰控制器 频域稳定性 最优安装位置 仿真分析
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM761;TN713.8
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究意义10-11
• 1.3 国内外研究现状、问题和发展趋势11-14
• 1.3.1 检测技术11-12
• 1.3.2 数学模型12-13
• 1.3.3 控制策略13-14
• 1.3.4 最优安装点14
• 1.4 本文的主要工作14-16
• 第二章 三相四线制有源电力滤波器控制理论基础16-27
• 2.1 有源电力滤波器基本原理及分类16-19
• 2.1.1 基本原理16-17
• 2.1.2 结构分类17-19
• 2.2 三相四线制有源电力滤波器主电路拓扑结构分析19-23
• 2.2.1 电容中分式APF19-21
• 2.2.2 四桥臂APF21-22
• 2.2.3 两种拓扑结构的对比分析22-23
• 2.3 自抗扰控制理论的基本原理23-26
• 2.3.1 自抗扰控制技术概述23
• 2.3.2 自抗扰控制技术理论23-26
• 2.4 小结26-27
• 第三章 基于LADRC的三相四线制SAPF系统及控制器分析27-45
• 3.1 三相四线制SAPF数学模型建立27-29
• 3.2 基于LADRC的电流跟踪控制系统29-33
• 3.2.1 LADRC的基本原理29-31
• 3.2.2 控制器设计31-33
• 3.3 一阶LADRC频域特性分析33-39
• 3.3.1 二阶LESO的收敛性与估计误差分析33-34
• 3.3.2 LADRC的抗扰特性分析34-37
• 3.3.3 LADRC的稳定性分析37-39
• 3.4 对比仿真实验39-43
• 3.4.1 控制器参数整定39-40
• 3.4.2 稳态控制性能对比分析40-42
• 3.4.3 控制器抗扰特性对比分析42-43
• 3.5 小结43-45
• 第四章 并联型有源电力滤波器最优安装点的研究45-58
• 4.1 配电网谐波域模型及节点导纳矩阵45-51
• 4.1.1 配电网主要设备谐波域模型45-49
• 4.1.2 配电网谐波域节点导纳矩阵49-51
• 4.2 配电网频域分析及最优安装点确定51-57
• 4.2.1 配电网频率响应特性分析51-54
• 4.2.2 配电网工况变化对SAPF安装点选择方法的影响54-57
• 4.3 小结57-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 参考文献60-64
• 发表论文和科研情况说明64-65
• 致谢65-66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘霄奕;浅论三相四线制应当改进[J];广西大学学报(哲学社会科学版);2003年S1期

2 张健;徐旭;车延博;;三相四线制并联型有源电力滤波器及其仿真[J];机床与液压;2008年02期

3 翟柱;低压三相四线制与单相制供电的关系[J];农村电气化;1996年03期

4 刘辛茹;预防三相四线制零线断线的措施[J];农村电气化;1998年03期

5 伍小杰;毛苏闽;耿乙文;周娟;;三相四线制并联型有源电力滤波器研究[J];电测与仪表;2008年12期

6 吴佐民;全恒立;陈杰;张钢;刘志刚;;三相四线制并联型有源电力滤波器研究[J];电气传动;2011年05期

7 焦兴学;;三相四线制并联型有源电力滤波器在建筑中的应用[J];工程建设与设计;2012年02期

8 农文光;;三相四线制负载不对称的原因及其危害性分析[J];企业科技与发展;2008年22期

9 王琳基;卢腾镞;;三相四线制的零线电流大于最大相电流的原因分析[J];电工技术;2001年04期

10 王群京;程中杰;王俊椋;李国丽;胡存刚;张擎;漆星;;三相四线制有源电力滤波器控制方法及仿真[J];电测与仪表;2010年04期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 郑康;石新春;;三相四线制有源电力滤波器的设计与仿真[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（下册）[C];2008年

2 李彬;;三相四线制有源电力滤波器数字控制方法[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年

3 张文杰;巩保峰;和鑫;;三相四线制双IGBT串调系统的触发脉冲控制[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年

4 刘清蝉;曹敏;赵志斌;;单周控制技术在电力系统谐波抑制及无功补偿中的应用分析[A];2011年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王裕;三相四线制有源电力滤波器关键技术研究[D];华南理工大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 潘浩;三相四线制并联型APF的技术研究[D];华南理工大学;2016年

2 孙前双;三相四线制有源电力滤波器的研究与开发[D];扬州大学;2016年

3 高滨;三相四线制并联型三电平有源电力滤波器的研究[D];青岛大学;2016年

4 杨晶晶;三相四线制PET及其与DG交互控制研究[D];湖南大学;2016年

5 王思家;三相四线制SVG检测与控制算法的研究[D];辽宁工程技术大学;2015年

6 武涛;三相四线制有源电力滤波器的应用研究[D];安徽工业大学;2016年

7 刘伟;三相四线制有源电力滤波器控制策略与应用优化的研究[D];天津理工大学;2016年

8 徐坤山;三相四线制并联型有源电力滤波器的研究[D];山东科技大学;2010年

9 刘志元;三相四线制并联型有源电力滤波器的研究与设计[D];东北大学;2011年

10 梁志超;三相四线制配电系统中电能质量的综合治理研究[D];燕山大学;2015年

  本文关键词：三相四线制有源电力滤波器控制策略与应用优化的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：340751