發(fā)布時間：2017-10-03 01:31

  本文關鍵詞：有源電力濾波器直流側電容電壓控制及軟啟動研究

  更多相關文章： 有源電力濾波器 沖擊 軟啟動 專家PI控制 多PI控制

【摘要】：當前,電力電子技術以安全、節(jié)約、方便等特點,以快速可控的電能變換為研究和使用對象,越來越多地應用到工業(yè)控制領域,大大地提高了人們生活水平的舒適性。但由于其中相當一部分非線性負載中含有諧波,給工業(yè)、居民日常生活需要等供電質量安全造成了嚴重的污染。APF(Active Power Filter,有源電力濾波器)可以有效改善電能質量,在抑制動態(tài)諧波和補償無功方面效果顯著。APF投入電網(wǎng)時系統(tǒng)存在電壓沖擊和電流沖擊問題。由于APF系統(tǒng)復雜性,需要更為先進、有效的控制策略。對APF進行軟啟動設計可以避免電壓沖擊和電流沖擊對系統(tǒng)的影響。針對傳統(tǒng)PI控制的缺點,本文提出專家PI控制和多PI控制兩種改進型算法。與傳統(tǒng)PI控制算法進行比較,仿真結果表明兩種方法更具有效性和優(yōu)越性。主要研究內容包括以下幾個方面:(1)以三相電壓型APF為例,介紹了APF的分類、系統(tǒng)構成及原理,分析常用的諧波檢測方法并重點討論基于瞬時無功功率的諧波檢測。這些數(shù)學模型的推導及原理討論為控制策略及軟啟動的研究奠定了理論基礎。確定了交流側電感、直流側電容以及電容電壓等主電路參數(shù)的取值。(2)詳細介紹直流側電容電壓控制的理論基礎(能量交換守恒定律),分析電壓波動的原因,對直流側電容電壓PI控制作了詳細介紹,計算傳遞函數(shù)并給出參數(shù)計算方法。APF仿真模型基于常規(guī)PI控制實現(xiàn)對直流側電容電壓控制。(3)提出了一種改進型專家PI控制,詳細論述了專家PI控制的組成、原理和PI參數(shù)調整規(guī)則,對該方法進行仿真。仿真結果表明,與常規(guī)PI控制下直流側電容電壓啟動控制相比,改進型專家PI控制可以基本消除系統(tǒng)的超調量和振蕩。(4)分析APF軟啟動的必要性,從硬件和軟件方面介紹幾種方法解決APF啟動時的電壓過沖問題。從器件本身考慮,電容電壓取值越大,電壓沖擊越小,系統(tǒng)越穩(wěn)定。結合已有的方法,提出一種改進型多PI控制器控制APF軟啟動,并對該方法進行仿真驗證,該方法可以保證APF平穩(wěn)啟動。通過與專家PI對比分析,得出兩種方法的優(yōu)缺點。仿真結果表明,采用專家PI控制電容電壓啟動效果好,設計較為復雜,多PI控制選取參數(shù)少,設計簡單。
【關鍵詞】：有源電力濾波器 沖擊 軟啟動 專家PI控制 多PI控制
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM761;TN713.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及存在問題10-11
• 1.3 主要研究內容11-13
• 2 APF的工作原理13-26
• 2.1 APF的分類13-14
• 2.2 APF 的工作原理14-15
• 2.3 APF的諧波檢測方法15-16
• 2.4 瞬時無功功率理論16-21
• 2.5 電流追蹤控制方法21-23
• 2.5.1 三角載波控制法22
• 2.5.2 滯環(huán)比較控制法22
• 2.5.3 周期采樣控制22-23
• 2.6 APF主電路參數(shù)設計23-25
• 2.6.1 交流側電感的選擇23-24
• 2.6.2 直流側電容值的選擇24-25
• 2.6.3 直流側電壓的選擇25
• 2.7 小結25-26
• 3 APF直流側電容電壓控制研究26-46
• 3.1 直流側電壓控制理論基礎26-28
• 3.2 直流側電容電壓波動分析28-30
• 3.3 直流側電容電壓PI控制30-34
• 3.4 一般APF仿真模型的建立34-38
• 3.5 APF直流側電壓專家PI控制38-45
• 3.5.1 專家控制組成38-39
• 3.5.2 專家控制原理39-40
• 3.5.3 專家PI控制調整規(guī)則40-41
• 3.5.4 電容電壓專家PI控制器設計41-45
• 3.6 小結45-46
• 4 APF軟啟動研究46-54
• 4.1 APF軟啟動的必要性46
• 4.2 幾種APF軟啟動控制的方法46-48
• 4.3 電容值對電容電壓啟動影響分析48-50
• 4.4 改進型多PI控制器的設計50-52
• 4.5 兩種方法對比52-53
• 4.6 小結53-54
• 結論54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-60
• 攻讀學位期間的研究成果60

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本文編號：962431