【摘要】：在三相四線制中低壓配電網(wǎng)中,大量電力電子設(shè)備的接入,造成了嚴(yán)重的無功和諧波污染。針對(duì)諧波和無功問題,本文從諧波檢測(cè)方法、諧波補(bǔ)償策略和變流器控制策略等幾個(gè)方面對(duì)三相四線制有源濾波器(APF)進(jìn)行了深入的分析和研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:在三相四線制系統(tǒng)中,三相負(fù)載的不平衡導(dǎo)致了各次諧波中均存在正序、負(fù)序和零序分量,傳統(tǒng)的檢測(cè)方法無法準(zhǔn)確檢測(cè)出各次諧波電流的含量。本文以基于瞬時(shí)無功的諧波檢測(cè)方法為基礎(chǔ),采用了一種能同時(shí)檢測(cè)各次諧波正序、負(fù)序和零序分量的任意次諧波電流檢測(cè)方法;并針對(duì)高次諧波檢測(cè)誤差大的問題,通過在檢測(cè)環(huán)節(jié)中添加幅值和相位校正功能,提高了高次諧波的檢測(cè)精度。諧波檢測(cè)過程中,相位的準(zhǔn)確性直接影響檢測(cè)效果,針對(duì)傳統(tǒng)鎖相環(huán)在網(wǎng)壓畸變時(shí)無法準(zhǔn)確鎖相的問題,深入分析了鎖相環(huán)的工作機(jī)理,比較了不同的鎖相環(huán)方案,采用了抗干擾能力較強(qiáng)的基于二階廣義積分器的軟件鎖相環(huán)。三相四線制APF可以實(shí)現(xiàn)無功、三相不平衡、諧波等補(bǔ)償功能,但由于容量的限制,可能只對(duì)其中部分成分進(jìn)行補(bǔ)償,因此如何在APF補(bǔ)償容量一定的前提下,靈活地對(duì)補(bǔ)償目標(biāo)進(jìn)行設(shè)置和控制是一項(xiàng)重要的研究?jī)?nèi)容�，F(xiàn)有全補(bǔ)償模式只能對(duì)除基波有功電流以外的所有電流成分進(jìn)行補(bǔ)償,本文引入了指定成分補(bǔ)償?shù)哪Ｊ?并給出了在這種模式下三相四線制APF的諧波檢測(cè)方法和控制策略。為克服兩電平拓?fù)漭敵鲭妷篢HD高、器件損耗大等缺點(diǎn),本文選擇T型中點(diǎn)鉗位型結(jié)構(gòu)(TNPC)作為主電路拓?fù)?并針對(duì)三電平拓?fù)涔逃械闹悬c(diǎn)不平衡問題,給出了在SPWM調(diào)制策略下通過注入直流電流分量進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制方法。APF控制策略采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的基本控制方式,由于指令電流中同時(shí)包含多個(gè)頻率的諧波電流,為了使電流內(nèi)環(huán)實(shí)現(xiàn)對(duì)指令電流的無靜差跟隨,深入分析了比例諧振(PR)控制器的基本原理,設(shè)計(jì)了單個(gè)比例控制器和多個(gè)諧振控制器并聯(lián)的電流內(nèi)環(huán)控制方式,并對(duì)其進(jìn)行了離散化設(shè)計(jì)。綜合利用上述研究成果,研制了一臺(tái)三相四線制APF樣機(jī),并且詳細(xì)介紹了參數(shù)計(jì)算,主電路器件選擇,控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方法�；陔p核DSP芯片開發(fā)了系統(tǒng)的控制軟件,充分利用片上硬件資源設(shè)計(jì)了多處理器并行計(jì)算的軟件架構(gòu)。通過APF樣機(jī)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文所提出的諧波檢測(cè)方法和控制策略的有效性。
【圖文】：

三相四線制有源濾波技術(shù)研究現(xiàn)狀逡逑目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)ＡＰＦ的研究領(lǐng)域主要集中在諧波檢測(cè)方法、新型逆變器拓逡逑構(gòu)和電流跟蹤控制算法等方面ｔｌ４］。逡逑．１三相四線制ＡＰＦ的諧波檢測(cè)逡逑所謂諧波檢測(cè)就是指通過某種手段去獲取電網(wǎng)中諧波電流的含量，在ＡＰＦ系逡逑，諧波檢測(cè)的速度和精度是對(duì)補(bǔ)償效果起決定性影響的主要因素［ｍ６］。目前，，逡逑的諧波檢測(cè)方法包括：自適應(yīng)檢測(cè)法、離散傅立葉變換檢測(cè)法、基于神經(jīng)網(wǎng)逡逑諧波檢測(cè)方法、基于小波分析的諧波檢測(cè)方法、基于瞬時(shí)無功功率理論的諧逡逑測(cè)法等，其中最具代表性的是基于瞬時(shí)無功理論的檢測(cè)方法［１７＿１８１。逡逑傅里葉變換檢測(cè)法的基本原理是采用ＦＦＴ方法對(duì)一個(gè)周期的信號(hào)進(jìn)行分解，逡逑計(jì)算獲得基波和各次諧波的幅值和相位，從而獲得各次諧波的表達(dá)式［１９］。其逡逑

圖２－７邋Ｑ（ｓ）頻率響應(yīng)波特圖逡逑Ｆｉｇ．２－７邋Ｑ（ｓ）ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋ｒｅｓｐｏｎｓｅ邋Ｂｏｄｅ邋ｐｌｏｔ逡逑圖２－６和２－７可以看出，Ｄ（ｓ）只在諧振頻率ｗ0處幅值增益為０，即他頻率都會(huì)有較大的幅值衰減，表現(xiàn)出較強(qiáng)的帶通濾波特性，并值相關(guān)。０ｓ）只對(duì)高頻諧波有衰減作用，是一個(gè)低通濾波器，其帶�！�？（ｓ）在其諧振頻率處相移為０°，０（ｓ）在其諧振頻率處相移－９０°率處可利用Ｄ（ｓ）和０ｓ）制造正交信號(hào)。對(duì)于傳遞函數(shù)中／ｔ值的選應(yīng)速度和濾波效果，一般�。铃澹藉澹郑怠ｅ义嫌陔p二階廣義積分器的鎖相環(huán)（ＤＳ０ＧＩ－ＰＬＬ）的結(jié)構(gòu)圖如圖２－８所壓Ｋ經(jīng)過Ｃ３２變換矩陣，由坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到0［／？坐標(biāo)系得到ｖａ和ＳＯＧＩ移相環(huán)節(jié)之后分別得到ｖ丨、和４、由式（２－１０）可１６逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2633265