【摘要】：近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,越來(lái)越多的電力電子裝置和非線(xiàn)性負(fù)載被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)公用電網(wǎng)的電能質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響。另一方面,對(duì)電能質(zhì)量比較敏感的設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)作為一種抑制諧波污染提高電能質(zhì)量的重要設(shè)備,在低壓配電網(wǎng)中被廣泛應(yīng)用。APF工作時(shí)開(kāi)關(guān)器件的通斷會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)紋波電流。開(kāi)關(guān)紋波電流會(huì)加大電網(wǎng)中其他負(fù)荷的損耗,降低它們的使用壽命。與L濾波器相比,LCL濾波器具有更高的高頻阻抗,可以更好的濾除開(kāi)關(guān)紋波電流,逐漸被應(yīng)用到各種電力電子裝置中。LCL濾波器是一個(gè)三階系統(tǒng),參數(shù)設(shè)計(jì)復(fù)雜。在應(yīng)用到APF中時(shí),不僅要考慮LCL濾波器的開(kāi)關(guān)紋波電流抑制能力和諧振問(wèn)題,還要考慮LCL濾波器對(duì)APF補(bǔ)償性能的影響。本文通過(guò)簡(jiǎn)化LCL濾波器的數(shù)學(xué)模型,得出一種簡(jiǎn)單的LCL濾波器設(shè)計(jì)方法。針對(duì)LCL濾波器的諧振問(wèn)題,研究了無(wú)源阻尼方法和有源阻尼方法對(duì)諧振進(jìn)行抑制,以及離散系統(tǒng)無(wú)阻尼情況下的穩(wěn)定性分析。將諧波分次檢測(cè)結(jié)合前饋補(bǔ)償控制方法應(yīng)用到基于LCL濾波的APF系統(tǒng)中。研究了該方法基本原理、優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)方法。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,對(duì)LCL濾波器設(shè)計(jì)和APF的控制方法的正確性和有效性進(jìn)行仿真驗(yàn)證。在現(xiàn)有的硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上對(duì)軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,使APF實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)了所設(shè)計(jì)的功能。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,補(bǔ)償結(jié)果也達(dá)到了預(yù)期的效果。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of economy, more and more power electronic devices and nonlinear loads have been widely used in various fields, which has a serious impact on the power quality of the public power grid. On the other hand, devices sensitive to power quality have higher and higher requirements for power quality. Active power filter (Active Power Filter,APF), as an important device to restrain harmonic pollution and improve power quality, is widely used in low-voltage distribution network. Switching ripple current will increase the loss of other loads in the grid and reduce their service life. Compared with L-filter, LCL filter has higher high-frequency impedance and can filter off switching ripple current. LCL filter is a third-order system and its parameter design is complex. When applied to APF, not only the switching ripple current suppression ability and resonance of LCL filter should be considered, but also the effect of LCL filter on the performance of APF compensation should be considered. In this paper, by simplifying the mathematical model of LCL filter, a simple design method of LCL filter is obtained. Aiming at the resonance problem of LCL filter, the passive damping method and active damping method are studied to suppress the resonance, and the stability analysis of discrete system without damping is studied. Harmonic detection combined with feedforward compensation control method is applied to APF system based on LCL filter. The basic principle, advantages and implementation of the method are studied. The simulation model is built in MATLAB/Simulink to verify the correctness and validity of the design of LCL filter and the control method of APF. On the basis of the existing hardware platform, the hardware and software system is improved and optimized, so that the designed function of the APF experimental device is realized. The system runs stably and the compensation results also reach the expected effect.
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM761

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本文編號(hào)：2449721