本文關(guān)鍵詞：三相四線(xiàn)制并聯(lián)型APF的技術(shù)研究

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【摘要】：電網(wǎng)中的諧波問(wèn)題已經(jīng)受到了廣泛關(guān)注,諧波的存在將降低電能在生產(chǎn)和傳輸過(guò)程中的利用效率,使電力設(shè)備發(fā)熱、振動(dòng)并產(chǎn)生噪音,使絕緣老化,設(shè)備使用周期縮短,嚴(yán)重則可能引發(fā)破壞性故障或燒毀,還會(huì)嚴(yán)重地干擾電力系統(tǒng)外部的設(shè)備,所以諧波治理具有非常重要的意義。有源電力濾波器(APF)能動(dòng)態(tài)地補(bǔ)償諧波和矯正功率因數(shù),是解決該問(wèn)題的有效手段。本文主要研究的是三相四線(xiàn)制并聯(lián)型有源電力濾波器數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化,文中所做的工作主要有以下幾個(gè)方面,第一,介紹了三相四線(xiàn)制并聯(lián)型有源電力濾波器的控制器設(shè)計(jì)。分析了主功率拓?fù)洳⒔⒘藬?shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的電流環(huán)路、電壓環(huán)路離散數(shù)學(xué)模型。設(shè)計(jì)了一種適用于三相四線(xiàn)制并聯(lián)型有源電力濾波器的改進(jìn)3D-SVPWM算法,相比于傳統(tǒng)的SVPWM算法,該算法極大縮減了運(yùn)算過(guò)程,減輕運(yùn)算負(fù)擔(dān);分析了改進(jìn)的LCL無(wú)源濾波器的優(yōu)勢(shì),并提供了參數(shù)設(shè)計(jì)。第二,分析了基于瞬時(shí)無(wú)功率理論的諧波提取方法,分別介紹了p-q檢測(cè)法和ip-iq電流檢測(cè)法,并針對(duì)其中濾波環(huán)節(jié)介紹了平均值濾波器,諧波檢測(cè)的精確性和快速性直接決定了APF工作的有效性。第三,分析了有源電力濾波器環(huán)路數(shù)字補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)方法,包括電流環(huán)路的PI控制器以及PI控制器與重復(fù)控制器并聯(lián)的復(fù)合補(bǔ)償器、電壓環(huán)路的PI控制器設(shè)計(jì);系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,分析了有源電力濾波器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的硬件信號(hào)連接,提出了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)框架;同時(shí)提出了一種基于DSP/EDMA的人機(jī)通訊方案,優(yōu)化了數(shù)字控制器的性能。最后,通過(guò)Matlab/Simulink仿真以及在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上的運(yùn)行和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了理論與設(shè)計(jì)的正確性和可行性。結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的數(shù)字控制器能夠有效的跟蹤參考量,具有較好的補(bǔ)償性能,針對(duì)直流側(cè)電壓的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以在一定程度上進(jìn)一步提高有源電力濾波器的性能。
【關(guān)鍵詞】：有源電力濾波器 數(shù)字控制器 重復(fù)控制 3D-SVPWM 直流側(cè)電壓
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM761
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 概述11
• 1.2 三相四線(xiàn)制供電系統(tǒng)中的諧波電流問(wèn)題11-12
• 1.3 有源電力濾波器的發(fā)展12-15
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 APF設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)13-15
• 1.4 論文的內(nèi)容安排15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第2章 APF的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型17-30
• 2.1 概述17-18
• 2.2 主電路拓?fù)鋽?shù)學(xué)模型分析18-25
• 2.2.1 拓?fù)浞治?/span>18-21
• 2.2.2 基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.2.3 電流環(huán)的數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.2.4 電壓環(huán)路的數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.3 輸出無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)25-28
• 2.3.1 模型推導(dǎo)25-27
• 2.3.2 無(wú)源濾波器的參數(shù)選擇27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第3章 負(fù)載諧波電流檢測(cè)30-36
• 3.1 概論30-32
• 3.2 瞬時(shí)無(wú)功功率理論在A(yíng)PF諧波電流檢測(cè)中的應(yīng)用32-34
• 3.2.1 p-q電流檢測(cè)法32-33
• 3.2.2 i_P -i_q電流檢測(cè)法33-34
• 3.3 平均值濾波器34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第4章 3DSVPWM調(diào)制方法36-43
• 4.1 概述36
• 4.2 調(diào)制模型的建立36-37
• 4.3 3D-SVPWM算法推導(dǎo)37-40
• 4.4 3D-SVPWM算法的數(shù)字實(shí)現(xiàn)40-41
• 4.5 3D-SVPWM的仿真模型41-42
• 4.6 本章小結(jié)42-43
• 第5章 APF電流和電壓控制器的設(shè)計(jì)43-61
• 5.1 概述43-45
• 5.2 電流環(huán)路的數(shù)字補(bǔ)償器設(shè)計(jì)45-48
• 5.2.1 PI控制器的設(shè)計(jì)45-46
• 5.2.2 重復(fù)控制器的設(shè)計(jì)46-48
• 5.3 直流側(cè)電壓控制參數(shù)設(shè)計(jì)48-51
• 5.3.1 直流側(cè)總電壓的控制48-50
• 5.3.2 上下電容電壓的平衡控制50-51
• 5.4 SIMULINK仿真與實(shí)驗(yàn)樣機(jī)驗(yàn)證51-60
• 5.4.1 Simulink仿真52-56
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)驗(yàn)證56-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 第6章 三相四線(xiàn)制并聯(lián)型APF的系統(tǒng)設(shè)計(jì)61-72
• 6.1 概述61
• 6.2 硬件設(shè)計(jì)61-63
• 6.2.1 硬件系統(tǒng)信號(hào)連接61-63
• 6.3 軟件設(shè)計(jì)63-66
• 6.3.1 主程序控制框圖64
• 6.3.2 計(jì)算子程序框圖64-65
• 6.3.3 定時(shí)器中斷子程序框圖65-66
• 6.3.4 功率保護(hù)中斷子程序框圖66
• 6.4 基于EDMA的人機(jī)通訊方案設(shè)計(jì)66-69
• 6.5 三相數(shù)字鎖相環(huán)69-71
• 6.6 本章小結(jié)71-72
• 總結(jié)72-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果79-80
• 致謝80-81
• 附件81

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