本文關(guān)鍵詞：基于HHT變換的APF諧波檢測及DC側(cè)紋波電壓控制研究

  更多相關(guān)文章： 有源電力濾波器 希爾伯特黃變換 諧波檢測 紋波電壓 改進的PI控制

【摘要】：有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)不僅可以完成系統(tǒng)諧波的檢測,而且可進行閃變的抑制及無功的補償。在APF中因逆變器自身存在損耗,補償電流又具有時變性,故造成APF直流側(cè)電壓發(fā)生衰減,或者產(chǎn)生較大的波動,同時大量的紋波也伴隨其中。直流側(cè)電壓紋波受電容值以及補償電流中混有的諧波的影響,故研究直流側(cè)電容選取和紋波電壓的關(guān)系,諧波檢測以及穩(wěn)定控制電壓對于提高APF的諧波補償效率至關(guān)重要。針對紋波電壓問題,本文對紋波電壓進行了計算分析。采用改進的PI控制方法,實現(xiàn)APF直流側(cè)電壓紋波的控制。通過仿真分析,驗證了此方法的有效性。對諧波分布造成的電壓紋波,將希爾伯特黃變換(Hilbert Huang Transform,HHT)應用到諧波檢測當中,同時結(jié)合PR(Proportional Resonance,比例諧振)控制作為電流環(huán)控制器實現(xiàn)直流側(cè)電壓紋波的控制,并與傳統(tǒng)的瞬時無功功率理論法作比較,驗證了基于HHT變換諧波檢測法具有更好的實時性。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究了HHT變換諧波檢測法的應用。詳細地分析HHT變換,通過構(gòu)造預設信號,對其進行說明。同時利用HHT變換諧波檢測法對其實現(xiàn)諧波的檢測,求得各諧波分量的瞬時幅值、瞬時頻率和瞬時相位。(2)研究了基于HHT變換的諧波檢測法在APF諧波檢測中的應用。將HHT變換法應用到諧波檢測模塊,對輸入的電流信號進行EMD(Empirical Mode Decomposition,經(jīng)驗模態(tài)分解),得到各個IMF(Intrinsic Mode Function,固有模態(tài)函數(shù)),對其進行Hilbert變換,即可得到諧波分量完成諧波檢測過程。(3)研究了APF直流側(cè)紋波電壓的產(chǎn)生機理,以及計算紋波電壓的波動率和瞬時幅值,利用改進的PI控制器實現(xiàn)紋波電壓的控制,同時使用SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation,空間矢量脈寬調(diào)制)法進行紋波電壓控制。仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)PI控制法相比,利用改進的PI控制法,改善了系統(tǒng)補償效果,減少了APF的能量交換。(4)研究了基于HHT變換諧波檢測法在APF直流側(cè)紋波電壓控制中的應用。利用HHT變換諧波檢測法進行諧波檢測,觀察直流側(cè)電壓紋波的大小,與瞬時無功功率理論作比較。同時采用電流環(huán)PR控制實現(xiàn)紋波電壓的控制。仿真結(jié)果表明,基于HHT變換諧波檢測法具有更好的跟蹤性和實時性。
【關(guān)鍵詞】：有源電力濾波器 希爾伯特黃變換 諧波檢測 紋波電壓 改進的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】：2016
【分類號】：TN713.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文研究內(nèi)容和安排12-13
• 2 有源電力濾波器的原理及諧波檢測技術(shù)13-25
• 2.1 有源電力濾波器的原理13-17
• 2.1.1 有源電力濾波器的原理和特點13-14
• 2.1.2 有源電力濾波器的基本電路和數(shù)學模型的設計14-17
• 2.2 諧波電流檢測及常見的幾種檢測方法17-18
• 2.3 基于瞬時無功功率理論諧波檢測法18-24
• 2.3.1 瞬時無功功率理論18-21
• 2.3.2 基于瞬時無功功率理論的d-q諧波檢測法21
• 2.3.3 基于瞬時無功功率理論的p-q諧波檢測法21-23
• 2.3.4 基于瞬時無功功率理論的i_p-i_q諧波檢測法23-24
• 2.4 小結(jié)24-25
• 3 基于HHT變換的APF諧波檢測研究25-36
• 3.1 HHT的基本概念25-31
• 3.1.1 基本原理25-26
• 3.1.2 瞬時頻率26-27
• 3.1.3 固有模態(tài)函數(shù)27
• 3.1.4 經(jīng)驗模態(tài)分解27-30
• 3.1.5 HHT的特點30-31
• 3.2 HHT變換的APF諧波檢測分析31-35
• 3.2.1 Hilbert變換31-32
• 3.2.2 Hilbert譜分析32
• 3.2.3 HHT諧波檢測仿真分析32-35
• 3.3 小結(jié)35-36
• 4 APF的直流側(cè)紋波電壓控制研究36-51
• 4.1 紋波電壓的分析計算36-41
• 4.1.1 基于對稱分量法的計算36-39
• 4.1.2 基于瞬時能量法的計算39-41
• 4.2 偏差平方值模糊PI控制器的設計41-44
• 4.2.1 模糊控制的概述和特點41-42
• 4.2.2 偏差平方值模糊PI控制器的設計42-44
• 4.3 比例諧振控制器的設計44-48
• 4.3.1 比例諧振控制器的原理44-46
• 4.3.2 比例諧振控制器無靜差控制理論分析46-48
• 4.4 基于SVPWM的紋波電壓控制48-50
• 4.5 小結(jié)50-51
• 5 系統(tǒng)仿真驗證51-65
• 5.1 系統(tǒng)仿真模型搭建和參數(shù)設置51-52
• 5.2 直流側(cè)紋波電壓控制研究仿真分析52-56
• 5.3 基于HHT變換的APF諧波檢測仿真分析和比較56-62
• 5.3.1 基于瞬時無功功率理論諧波檢測仿真結(jié)果與分析58-59
• 5.3.2 基于HHT變換諧波檢測仿真結(jié)果與分析59
• 5.3.3 兩種諧波檢測方法對比仿真結(jié)果分析59-62
• 5.4 基于HHT變換的APF直流側(cè)紋波電壓控制仿真分析62-63
• 5.5 小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-71
• 攻讀學位期間的研究成果71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳雷;鄭德忠;趙興濤;廖文U，

本文編號：1102000