發(fā)布時間：2017-10-04 19:41

  本文關(guān)鍵詞：多模塊化有源電力濾波器并聯(lián)的控制方法研究

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【摘要】：根據(jù)我國綠色、低碳發(fā)展的要求,電網(wǎng)諧波問題受到越來越多的關(guān)注。有源電力濾波器作為治理諧波的有效裝置之一,有利于合理有效的治理諧波,其技術(shù)發(fā)展為諧波治理提供了良好的前景。多模塊化并聯(lián)有源電力濾波器以其擴(kuò)容靈活、可靠性高等優(yōu)點成為電力電子領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。本文首先介紹了研究背景及意義,主要包括諧波的產(chǎn)生、危害,諧波治理的標(biāo)準(zhǔn)以及主要的治理方法,介紹了有源電力濾波器的拓?fù)浞诸?概述了多模塊化有源電力濾波器的研究現(xiàn)狀。根據(jù)有源電力濾波器系統(tǒng)構(gòu)成要素,闡述了并聯(lián)型有源電力濾波器的工作原理,并通過對比分析諧波檢測方法及電流跟蹤控制方法對有源電力濾波器的控制部分進(jìn)行了概述。介紹了兩種常用的電流跟蹤策略,雙重預(yù)測控制和準(zhǔn)比例諧振控制策略設(shè)計,深入探討了雙重預(yù)測控制的穩(wěn)定性能及跟蹤性能,并通過仿真給出雙重預(yù)測控制及準(zhǔn)比例諧振控制的仿真對比分析,結(jié)果表明參數(shù)設(shè)計上準(zhǔn)比例諧振更為復(fù)雜,但能夠?qū)崿F(xiàn)電路零穩(wěn)態(tài)誤差的跟蹤效果,具有更好的治理諧波的效果。對于大功率場合,可以通過多臺小容量有源電力濾波器并聯(lián)運行提高濾波系統(tǒng)整體容量。其中,模塊化有源電力濾波器提高了系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性,并聯(lián)系統(tǒng)冗余性好,有很大發(fā)展前景。本文對目前模塊化有源電力濾波器的三種電流控制策略進(jìn)行了比較,分析對比了多級電流補(bǔ)償、諧波電流分頻補(bǔ)償及容量比例分配三種電流控制方案的優(yōu)缺點,并闡述了均流和限流的控制方法。在此基礎(chǔ)上,引出普遍存在的模塊間環(huán)流問題。為減小并聯(lián)系統(tǒng)向電網(wǎng)注入的開關(guān)次諧波環(huán)流,通過深入分析環(huán)流產(chǎn)生的機(jī)理,推導(dǎo)出載波相位差與環(huán)流大小關(guān)系表達(dá)式,并提出了對載波相位進(jìn)行補(bǔ)償?shù)沫h(huán)流抑制方法,實現(xiàn)并聯(lián)逆變器的功率均分。最后,仿真驗證了本文的環(huán)流抑制方案可以很好的抑制模塊單元之間的環(huán)流,驗證了其可行性和正確性。在上述分析的基礎(chǔ)上,研制了兩臺模塊化并聯(lián)有源電力濾波器裝置。對其進(jìn)行了硬件和軟件的設(shè)計,最后在實驗平臺上進(jìn)行了電流補(bǔ)償?shù)膶嶒?實驗結(jié)果證實了硬件與軟件設(shè)計的合理性,對模塊化并聯(lián)系統(tǒng)的應(yīng)用提供了一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：模塊化有源電力濾波器 雙重預(yù)測控制 并聯(lián)系統(tǒng) 開關(guān)環(huán)流 載波相位補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM761
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-13
• 1.1.1 諧波的產(chǎn)生、危害及諧波標(biāo)準(zhǔn)11-12
• 1.1.2 諧波治理方法12-13
• 1.2 有源電力濾波器的分類13-14
• 1.3 多模塊化有源電力濾波器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 有源電力濾波器的發(fā)展14-15
• 1.3.2 多模塊化有源電力濾波器簡介15-16
• 1.3.3 多模塊化有源電力濾波器環(huán)流問題16-17
• 1.4 本文的主要工作17-18
• 第2章 有源電力濾波器原理及控制方法研究18-34
• 2.1 有源電力濾波器基本工作原理18-19
• 2.2 基于瞬時無功功率理論的諧波檢測方法19-24
• 2.2.1 基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的諧波電流檢測20-23
• 2.2.2 諧波電流控制的延時補(bǔ)償23-24
• 2.3 準(zhǔn)比例諧振控制方法分析24-27
• 2.4 雙重預(yù)測控制27-32
• 2.4.1 無差拍電壓外環(huán)預(yù)測控制27-29
• 2.4.2 無差拍電流內(nèi)環(huán)預(yù)測控制29-31
• 2.4.3 仿真驗證31-32
• 2.5 兩種電流跟蹤控制方法仿真對比分析32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第3章 多模塊化有源電力濾波器并聯(lián)系統(tǒng)34-52
• 3.1 多模塊化并聯(lián)系統(tǒng)并聯(lián)方案34-37
• 3.1.1 多級電流補(bǔ)償方案35
• 3.1.2 諧波電流分頻補(bǔ)償方案35-36
• 3.1.3 采用容量比例分配方案36-37
• 3.2 并聯(lián)系統(tǒng)電流控制策略37-40
• 3.2.1 并聯(lián)均流控制策略37-38
• 3.2.2 并聯(lián)限流控制策略38-40
• 3.3 多模塊化有源電力濾波器環(huán)流抑制方法40-46
• 3.3.1 模塊化并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流產(chǎn)生機(jī)理40-45
• 3.3.2 環(huán)流抑制方案45-46
• 3.4 多模塊化并聯(lián)運行仿真分析46-51
• 3.4.1 并聯(lián)運行47-48
• 3.4.2 環(huán)流仿真與分析48-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 多模塊化有源電力濾波器并聯(lián)實現(xiàn)52-66
• 4.1 主電路設(shè)計52-56
• 4.1.1 直流側(cè)電容的選取53-54
• 4.1.2 輸出濾波電感的選取54-55
• 4.1.3 功率模塊的選取55-56
• 4.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計56-60
• 4.2.1 采樣與數(shù)據(jù)處理模塊58-59
• 4.2.2 過零檢測電路59
• 4.2.3 故障檢測與保護(hù)電路59-60
• 4.3 并聯(lián)系統(tǒng)軟件設(shè)計60-63
• 4.3.1 主程序的設(shè)計60-62
• 4.3.2 中斷程序設(shè)計62-63
• 4.3.3 模塊化有源電力濾波器并聯(lián)運行算法設(shè)計63
• 4.4 多模塊化有源電力濾波器實驗裝置及實驗結(jié)果63-65
• 4.4.1 多模塊化有源電力濾波器實驗裝置63-64
• 4.4.2 實驗結(jié)果與分析64-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 致謝73-74
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間獲得的研究成果74

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本文編號：972496