【摘要】：面對傳統(tǒng)化石能源枯竭以及全球日趨嚴(yán)重的環(huán)境壓力,光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生新能源發(fā)電比重不斷增加,高滲透率下新能源發(fā)電的不間斷隨機(jī)性接入電網(wǎng),以及公用電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用的開關(guān)電源、不間斷電源和變頻器等電力電子裝置,給配電網(wǎng)帶來注入諧波不穩(wěn)定和無功功率消耗等問題,從而嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量。有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)是一種能夠動態(tài)抑制諧波和補(bǔ)償無功功率,提高電能質(zhì)量的電力電子裝置。本文針對基于LLCL濾波器的兩電平模塊化交錯并聯(lián)有源電力濾波器的指令信號檢測、電流跟蹤和阻尼控制等關(guān)鍵技術(shù)展開研究。首先針對有源電力濾波器的工作原理、分類、常用的諧波和無功檢測及電流跟蹤控制方法做簡單介紹。對基于LLCL濾波器兩電平雙模塊交錯并聯(lián)型有源電力濾波器,在三相靜止abc坐標(biāo)系和兩相旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,并設(shè)計合理的LLCL濾波器及直流母線電容的參數(shù)。其次研究了LLCL濾波器的諧振原理,指出在LLCL濾波器傳遞函數(shù)中引入阻尼項的必要性。從傳遞函數(shù)的角度分析研究高頻LC濾波支路串聯(lián)和并聯(lián)電阻的無源阻尼方法,并在此基礎(chǔ)上分析四種改進(jìn)型無源阻尼方法。從配置阻尼項的角度引入三種單狀態(tài)量反饋的有源阻尼方法,分析其可行性,指出最為合理的高頻LC濾波支路電流反饋為最佳有源阻尼方法。然后為提高APF的補(bǔ)償性能和動態(tài)響應(yīng),設(shè)計一種基于多同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的特定次諧波補(bǔ)償控制策略,采用與特定次諧波分量角速度同步的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換,將該特定次諧波變成直流量,通過在兩相旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的PI電流控制器實現(xiàn)對該特定次諧波的無靜差補(bǔ)償。最后利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,對上述理論研究做仿真驗證其可行性。同時搭建實驗平臺,對論文設(shè)計的主電路參數(shù)和控制策略進(jìn)行實驗驗證,得出主電路參數(shù)和控制策略設(shè)計的有效性結(jié)論。
【圖文】：

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文( ) ( ) ( )* 8 86 1 6 +11,2 1,2,2 3 2 3cos cosk kcad d in k n kk kdiI n t n t I F tdtω ω ω ωπ π= == == = = + = ，(2通過 MATLAB 繪制補(bǔ)償電流變化率系數(shù) ( )iF t 函數(shù)如圖 2-10 所示，求得該一個基波周期的變化幅值的上下限。

LLCL 型濾波器的諧振頻率為 fres其表達(dá)式為1 21 2 1 212 ( )Cresf f fL LfπL L L L L L+=+ +(濾波電容電感 LC 支路的串聯(lián)諧振頻率為：12swf ffπL C= (根據(jù)式（3-1）可以繪制出 LLCL 濾波器無阻尼和高頻 LC 濾波支路串聯(lián)尼 Rd 兩種傳遞函數(shù)的伯德圖，如圖 3-2 所示。分析 LLCL 型濾波器的幅特性，在諧振頻率 fres及 fsw處存在上下兩個諧振尖峰，同時在諧振尖峰的fres處相位發(fā)生-180°跳變，在 fsw處相位發(fā)生 180°跳變。系統(tǒng)穩(wěn)定性與動由系統(tǒng)閉環(huán)極點決定，從控制的角度來講，-180°跳變?yōu)樨?fù)穿越，它會在面產(chǎn)生一對共軛極點，故導(dǎo)致有源電力濾波器不穩(wěn)定。最簡單有效的解決通過狀態(tài)反饋實現(xiàn)極點的配置，，對 LLCL 型濾波器而言，反饋系統(tǒng)狀態(tài)，極點配置到虛軸左側(cè)合適位置是有效提高系統(tǒng)的阻尼方式[44]。LLCL無阻尼
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM761

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本文編號：2595013