单相并联型有源电力滤波器的研究与实现

发布时间：2017-07-15 11:38

  本文关键词：单相并联型有源电力滤波器的研究与实现

  更多相关文章： 单相并联型APF 补偿电流指令 d-q检测法 功率预测法

【摘要】：由于单相电网中的的各类型非线性负载的大量使用,使得单相电网遭受了严重污染,为对单相电网进行有效治理,需要开发适合单相电网的有源电力滤波器(APF)。目前,对APF的研究主要集中三相APF中,而对适用于单相电网的单相APF则很少关注,对单相APF的控制策略也研究不多。针对这一现状,本文以实际中使用最为广泛的一种单相并联型APF拓扑结构为例,对单相APF的控制策略中涉及的关键内容,如虚拟信号构造、补偿指令电流提取和闭环控制参数设计等方面进行了研究,主要内容如下：(1)研究了一种基于d-q检测法的单相并联型APF控制策略。针对单相系统无法利用在三相系统中广泛使用的d-q理论的不足,该方法在构造与电网电压、电流正交的虚拟电压、电流分量的基础上,采用d-q理论推导出了单相并联型APF补偿电流指令(包括谐波补偿电流分量、无功补偿电流分量和有功补偿电流分量)的表达式并构建了适用于单相APF控制的双环控制策略。对APF在启动、正常运行和负载突变状况下的动态响应过程及APF稳态运行时补偿效果的仿真分析,验证了该方法的有效性。(2)为简化双环控制策略的不足,提出一种功率预测算法的单环控制策略,在该控制策略中,通过功率预测算法求取了用于稳定APF直流侧电容电压而必须从电网吸收的有功功率表达式,进而获得实际工作状态下补偿电流指令。通过仿真分析了APF在启动、正常运行和负载突变状况下的动态响应过程,以及通过仿真和实验分析了APF稳态运行的补偿效果,这些结果验证了由于功率预测法的使用能取消常规方法中必须具备的电压调节环节而仅采用单闭环控制策略来对APF进行控制,因而具有控制参数设定简单和系统的动态响应快等特点。(3)搭建了单相并联型APF实验平台,详细介绍了主电路参数设计、单相锁相环设计,单相空间矢量脉宽调制技术、各个硬件功能模块和软件流程的设计。
【关键词】：单相并联型APF 补偿电流指令 d-q检测法 功率预测法
【学位授予单位】：广东工业大学
【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
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 单相并联型APF的发展状况12
• 1.3 单相并联型APF工作原理12-13
• 1.4 补偿电流指令获取的研究现状13-16
• 1.5 控制方式的研究现状16-18
• 1.6 本论文的主要研究工作及安排18-20
• 第二章 基于d-q检测法的单相并联型APF20-31
• 2.1 单相并联型APF拓扑结构20-21
• 2.2 系统控制框图21
• 2.3 d-q检测法原理21-23
• 2.4 补偿电流指令的求取23-25
• 2.4.1 理想状态下补偿电流指令的求取23-24
• 2.4.2 实际工作状态下补偿电流指令的求取24-25
• 2.5 控制系统的设计25-28
• 2.6 系统仿真研究28-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第三章 基于功率预测法的单相并联型APF31-44
• 3.1 系统控制框图31-32
• 3.2 p-q理论原理32
• 3.3 补偿电流指令求取32-36
• 3.3.1 理想状态下补偿电流指令的求取32-35
• 3.3.2 实际工作状态下补偿电流指令的求取35-36
• 3.4 APF吸收的有功功率求取36-37
• 3.5 控制系统的设计37-40
• 3.6 系统仿真与实验研究40-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第四章 系统参数及软硬件设计44-63
• 4.1 主电路参数设计44-47
• 4.1.1 直流侧电压参考值设计44
• 4.1.2 直流侧电容容量设计44-45
• 4.1.4 交流侧滤波电感设计45-47
• 4.2 单相数字锁相环47-50
• 4.3 单相空间矢量脉宽调制技术50-54
• 4.4 硬件平台设计54-58
• 4.4.1 系统硬件总体框图54-55
• 4.4.2 DSP控制电路设计55-56
• 4.4.3 IGBT驱动电路的设计56-57
• 4.4.4 信号检测与调理电路的设计57-58
• 4.5 硬件平台的搭建58-60
• 4.6 控制程序设计60-62
• 4.6.1 主程序设计60
• 4.6.2 中断程序设计60-61
• 4.6.3 软件抗干扰设计61-62
• 4.7 本章小结62-63
• 结论与展望63-64
• 参考文献64-68
• 攻读学位期间的科研成果68-70
• 致谢70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵文强;陈国柱;;并联型APF在容性非线性负载中应用[J];电力自动化设备;2009年12期

2 章广清;刘建峰;;基于空间矢量控制策略的并联型APF研究[J];硅谷;2011年19期

3 范瑞祥;孙e，

本文编号：543717