【摘要】：在三相四線制中低壓配電網(wǎng)中,大量電力電子設(shè)備的接入,造成了嚴(yán)重的無功和諧波污染。針對諧波和無功問題,本文從諧波檢測方法、諧波補(bǔ)償策略和變流器控制策略等幾個方面對三相四線制有源濾波器(APF)進(jìn)行了深入的分析和研究,主要研究內(nèi)容如下:在三相四線制系統(tǒng)中,三相負(fù)載的不平衡導(dǎo)致了各次諧波中均存在正序、負(fù)序和零序分量,傳統(tǒng)的檢測方法無法準(zhǔn)確檢測出各次諧波電流的含量。本文以基于瞬時無功的諧波檢測方法為基礎(chǔ),采用了一種能同時檢測各次諧波正序、負(fù)序和零序分量的任意次諧波電流檢測方法;并針對高次諧波檢測誤差大的問題,通過在檢測環(huán)節(jié)中添加幅值和相位校正功能,提高了高次諧波的檢測精度。諧波檢測過程中,相位的準(zhǔn)確性直接影響檢測效果,針對傳統(tǒng)鎖相環(huán)在網(wǎng)壓畸變時無法準(zhǔn)確鎖相的問題,深入分析了鎖相環(huán)的工作機(jī)理,比較了不同的鎖相環(huán)方案,采用了抗干擾能力較強(qiáng)的基于二階廣義積分器的軟件鎖相環(huán)。三相四線制APF可以實(shí)現(xiàn)無功、三相不平衡、諧波等補(bǔ)償功能,但由于容量的限制,可能只對其中部分成分進(jìn)行補(bǔ)償,因此如何在APF補(bǔ)償容量一定的前提下,靈活地對補(bǔ)償目標(biāo)進(jìn)行設(shè)置和控制是一項(xiàng)重要的研究內(nèi)容�，F(xiàn)有全補(bǔ)償模式只能對除基波有功電流以外的所有電流成分進(jìn)行補(bǔ)償,本文引入了指定成分補(bǔ)償?shù)哪Ｊ?并給出了在這種模式下三相四線制APF的諧波檢測方法和控制策略。為克服兩電平拓?fù)漭敵鲭妷篢HD高、器件損耗大等缺點(diǎn),本文選擇T型中點(diǎn)鉗位型結(jié)構(gòu)(TNPC)作為主電路拓?fù)?并針對三電平拓?fù)涔逃械闹悬c(diǎn)不平衡問題,給出了在SPWM調(diào)制策略下通過注入直流電流分量進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制方法。APF控制策略采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的基本控制方式,由于指令電流中同時包含多個頻率的諧波電流,為了使電流內(nèi)環(huán)實(shí)現(xiàn)對指令電流的無靜差跟隨,深入分析了比例諧振(PR)控制器的基本原理,設(shè)計(jì)了單個比例控制器和多個諧振控制器并聯(lián)的電流內(nèi)環(huán)控制方式,并對其進(jìn)行了離散化設(shè)計(jì)。綜合利用上述研究成果,研制了一臺三相四線制APF樣機(jī),并且詳細(xì)介紹了參數(shù)計(jì)算,主電路器件選擇,控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方法�；陔p核DSP芯片開發(fā)了系統(tǒng)的控制軟件,充分利用片上硬件資源設(shè)計(jì)了多處理器并行計(jì)算的軟件架構(gòu)。通過APF樣機(jī)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文所提出的諧波檢測方法和控制策略的有效性。
【圖文】：

三相四線制有源濾波技術(shù)研究現(xiàn)狀逡逑目前，國內(nèi)外有關(guān)ＡＰＦ的研究領(lǐng)域主要集中在諧波檢測方法、新型逆變器拓逡逑構(gòu)和電流跟蹤控制算法等方面ｔｌ４］。逡逑．１三相四線制ＡＰＦ的諧波檢測逡逑所謂諧波檢測就是指通過某種手段去獲取電網(wǎng)中諧波電流的含量，在ＡＰＦ系逡逑，諧波檢測的速度和精度是對補(bǔ)償效果起決定性影響的主要因素［ｍ６］。目前，，逡逑的諧波檢測方法包括：自適應(yīng)檢測法、離散傅立葉變換檢測法、基于神經(jīng)網(wǎng)逡逑諧波檢測方法、基于小波分析的諧波檢測方法、基于瞬時無功功率理論的諧逡逑測法等，其中最具代表性的是基于瞬時無功理論的檢測方法［１７＿１８１。逡逑傅里葉變換檢測法的基本原理是采用ＦＦＴ方法對一個周期的信號進(jìn)行分解，逡逑計(jì)算獲得基波和各次諧波的幅值和相位，從而獲得各次諧波的表達(dá)式［１９］。其逡逑

圖２－７邋Ｑ（ｓ）頻率響應(yīng)波特圖逡逑Ｆｉｇ．２－７邋Ｑ（ｓ）ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋ｒｅｓｐｏｎｓｅ邋Ｂｏｄｅ邋ｐｌｏｔ逡逑圖２－６和２－７可以看出，Ｄ（ｓ）只在諧振頻率ｗ0處幅值增益為０，即他頻率都會有較大的幅值衰減，表現(xiàn)出較強(qiáng)的帶通濾波特性，并值相關(guān)。０ｓ）只對高頻諧波有衰減作用，是一個低通濾波器，其帶。￡？（ｓ）在其諧振頻率處相移為０°，０（ｓ）在其諧振頻率處相移－９０°率處可利用Ｄ（ｓ）和０ｓ）制造正交信號。對于傳遞函數(shù)中／ｔ值的選應(yīng)速度和濾波效果，一般�。铃澹藉澹郑怠ｅ义嫌陔p二階廣義積分器的鎖相環(huán)（ＤＳ０ＧＩ－ＰＬＬ）的結(jié)構(gòu)圖如圖２－８所壓Ｋ經(jīng)過Ｃ３２變換矩陣，由坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到0［／？坐標(biāo)系得到ｖａ和ＳＯＧＩ移相環(huán)節(jié)之后分別得到ｖ丨、和４、由式（２－１０）可１６逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2633265