【摘要】：隨著電力電子技術(shù)飛快的發(fā)展以及大量電力電子裝置在生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用,各種電氣設(shè)備產(chǎn)生的諧波,使電網(wǎng)面臨極大的傷害。有源電力濾波器作為一種先進(jìn)的電力電子裝置,不但能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波,還能夠補(bǔ)償無(wú)功,可以很好的解決諧波污染問(wèn)題。本文以并聯(lián)型有源電力濾波器為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了并聯(lián)型有源電力濾波器檢測(cè)和控制系統(tǒng)。主要的研究?jī)?nèi)容包括:(1)分析了有源電力濾波器工作的基本原理,根據(jù)其與電網(wǎng)連接的等效電路建立了有源電力濾波器數(shù)學(xué)模型。結(jié)合數(shù)學(xué)模型以及相關(guān)理論分析,確定了直流側(cè)母線電壓、電容值和電感值的選取規(guī)則。(2)研究了基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的實(shí)時(shí)檢測(cè)算法。利用Matlab/Simulink建立了p-q和ip-iq檢測(cè)算法模型,分別在電壓無(wú)畸變和有畸變條件下進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明ip-iq檢測(cè)算法具有更好的檢測(cè)效果。針對(duì)檢測(cè)環(huán)節(jié)低通濾波器的設(shè)計(jì),仿真分析了其階數(shù)、截止頻率對(duì)檢測(cè)精度和跟蹤速度的影響,確定了低通濾波器的截止頻率和階數(shù)。并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兼顧檢測(cè)精度和跟蹤速度的數(shù)字低通濾波器。(3)研究了基于空間矢量的滯環(huán)電流控制算法,利用Matlab/Simulink搭建了有源電力濾波器模型,與傳統(tǒng)電流跟蹤控制算法進(jìn)行了仿真對(duì)比。仿真結(jié)果表明在穩(wěn)態(tài)負(fù)載、暫態(tài)負(fù)載和電壓畸變工況下,基于空間矢量的滯環(huán)電流控制算法都具有更好的補(bǔ)償效果。研究了直流側(cè)電壓PI控制,并通過(guò)仿真分析得出:加入PI控制環(huán)節(jié)后,電容電壓能夠很好的穩(wěn)定在參考值左右。(4)設(shè)計(jì)了基于DSP的并聯(lián)型有源電力濾波器檢測(cè)與控制系統(tǒng)軟硬件,其中硬件包括:電網(wǎng)電壓、負(fù)載電流、補(bǔ)償電流的采樣調(diào)理,直流側(cè)電壓隔離采集,同步采樣信號(hào)獲取、抗混疊低通濾波器以及功率模塊驅(qū)動(dòng)和故障輸出設(shè)計(jì);軟件包括:電網(wǎng)頻率計(jì)算、AD采樣程序設(shè)計(jì)以及ip-iq檢測(cè)算法和基于空間矢量的滯環(huán)電流控制算法實(shí)現(xiàn)等。并在設(shè)計(jì)的軟硬件基礎(chǔ)上搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證了檢測(cè)和控制算法的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)的檢測(cè)與控制系統(tǒng)能夠有效地抑制諧波,為有源電力濾波器的實(shí)用化奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:With the rapid development of power electronics technology and the wide application of a large number of power electronic devices in production and daily life, the harmonic produced by various electrical equipment makes the power network face great harm. As an advanced power electronic device, active power filter can not only dynamically suppress harmonics, but also compensate reactive power, which can solve the problem of harmonic pollution. In this paper, the detection and control system of shunt active power filter is designed. The main research contents are as follows: (1) the basic principle of active power filter is analyzed and the mathematical model of active power filter is established according to the equivalent circuit connected with power network. Combined with mathematical model and related theoretical analysis, the selection rules of DC bus voltage, capacitance and inductance are determined. (2) A real-time detection algorithm based on instantaneous reactive power theory is studied. The p-q and ip-iq detection algorithm models are established by Matlab / Simulink. The simulation results show that the ip-iq detection algorithm has better detection effect under the condition of no voltage distortion and no distortion. Aiming at the design of low-pass filter in detection link, the influence of order and cutoff frequency on detection accuracy and tracking speed is analyzed by simulation, and the cutoff frequency and order of low-pass filter are determined. On this basis, a digital low-pass filter with both detection accuracy and tracking speed is designed. (3) the hysteresis current control algorithm based on space vector is studied, and the active power filter model is built by using Matlab / Simulink. The simulation results are compared with the traditional current tracking control algorithm. The simulation results show that the hysteresis current control algorithm based on space vector has better compensation effect under steady load transient load and voltage distortion. The DC voltage Pi control is studied, and the simulation results show that the capacitance voltage can be stabilized at the reference value after adding Pi control link. (4) the detection and control system of shunt active power filter based on DSP is designed. The hardware includes: sampling and conditioning of grid voltage load current compensation current DC side voltage isolation acquisition synchronous sampling signal acquisition anti-aliasing low-pass filter power module driver and fault output design; The software includes the design of AD sampling program for power system frequency calculation and the realization of ip-iq detection algorithm and hysteresis current control algorithm based on space vector. Based on the designed software and hardware, an experimental platform is built to verify the effectiveness of the detection and control algorithm. The experimental results show that the detection and control system designed in this paper can suppress harmonics effectively and lay a foundation for the practical application of active power filter.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM761

【參考文獻(xiàn)】

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1 馬草原;孫富華;朱蓓蓓;尹志超;;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的改進(jìn)及其在有源電力濾波器中的應(yīng)用[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2015年24期

2 羅冠姍;盧惠輝;蘇成悅;何榕禮;陳元電;;一種基于小波包變換的電力諧波檢測(cè)方法[J];電力建設(shè);2015年03期

3 秦有杰;李彥;;基于模糊自適應(yīng)控制算法的APF[J];艦船科學(xué)技術(shù);2014年07期

4 孫永軍;韓國(guó)慶;劉連穎;張?jiān)铝?;基于坐標(biāo)變換的離散傅里葉變換滑窗迭代諧波檢測(cè)算法[J];煤礦機(jī)電;2014年03期

5 李正明;徐敏;潘天紅;陳武暉;;基于小波變換和HHT的分布式并網(wǎng)系統(tǒng)諧波檢測(cè)方法[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2014年04期

6 李萍;劉斌;;基于空間矢量的有源電力濾波器預(yù)測(cè)電壓控制策略[J];電源學(xué)報(bào);2013年05期

7 王凱亮;曾江;王克英;;一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波檢測(cè)方案[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2013年17期

8 張小鳳;王孝洪;田聯(lián)房;孫萬(wàn)里;;基于分?jǐn)?shù)階PI~λ控制器的有源電力濾波器直流側(cè)電壓控制[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2013年16期

9 王志良;王永;訾振寧;黃杰;;基于無(wú)差拍控制的有源電力濾波器研究[J];電力電子技術(shù);2012年11期

10 黃薇;周荔丹;鄭益慧;王昕;李立學(xué);高明仕;王書(shū)春;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PI重復(fù)控制器的三相并聯(lián)有源電力濾波器[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2012年03期

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1 苑偉宇;李和明;;瞬時(shí)值控制策略和三角波比較控制策略在有源電力濾波器應(yīng)用的比較[A];電工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

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1 曾爭(zhēng);基于LCL濾波的并聯(lián)有源電力濾波器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 王實(shí);有源電力濾波器諧波檢測(cè)與控制算法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

3 侯睿;并聯(lián)有源濾波器控制技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

4 劉聰;并聯(lián)型有源電力濾波器諧波抑制性能優(yōu)化技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2014年

5 謝川;數(shù)字控制大容量并聯(lián)型APF關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

6 郭自勇;有源電力濾波器檢測(cè)與控制技術(shù)的研究及應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2007年

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2 尹韻;電壓型大功率有源電力濾波器的設(shè)計(jì)與研究[D];中南大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2119764