發(fā)布時間：2020-04-19 11:41

【摘要】：在三相四線制中低壓配電網中,大量電力電子設備的接入,造成了嚴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)進行了深入的分析和研究,主要研究內容如下:在三相四線制系統(tǒng)中,三相負載的不平衡導致了各次諧波中均存在正序、負序和零序分量,傳統(tǒng)的檢測方法無法準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,采用了一種能同時檢測各次諧波正序、負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,相位的準確性直接影響檢測效果,針對傳統(tǒng)鎖相環(huán)在網壓畸變時無法準確鎖相的問題,深入分析了鎖相環(huán)的工作機理,比較了不同的鎖相環(huán)方案,采用了抗干擾能力較強的基于二階廣義積分器的軟件鎖相環(huán)。三相四線制APF可以實現(xiàn)無功、三相不平衡、諧波等補償功能,但由于容量的限制,可能只對其中部分成分進行補償,因此如何在APF補償容量一定的前提下,靈活地對補償目標進行設置和控制是一項重要的研究內容。現(xiàn)有全補償模式只能對除基波有功電流以外的所有電流成分進行補償,本文引入了指定成分補償?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。為克服兩電平拓撲輸出電壓THD高、器件損耗大等缺點,本文選擇T型中點鉗位型結構(TNPC)作為主電路拓撲,并針對三電平拓撲固有的中點不平衡問題,給出了在SPWM調制策略下通過注入直流電流分量進行調節(jié)的控制方法。APF控制策略采用電壓外環(huán)和電流內環(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,為了使電流內環(huán)實現(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,設計了單個比例控制器和多個諧振控制器并聯(lián)的電流內環(huán)控制方式,并對其進行了離散化設計。綜合利用上述研究成果,研制了一臺三相四線制APF樣機,并且詳細介紹了參數(shù)計算,主電路器件選擇,控制系統(tǒng)設計等方法�；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計了多處理器并行計算的軟件架構。通過APF樣機實驗,驗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研究現(xiàn)狀逡逑目前，國內外有關ＡＰＦ的研究領域主要集中在諧波檢測方法、新型逆變器拓逡逑構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：自適應檢測法、離散傅立葉變換檢測法、基于神經網逡逑諧波檢測方法、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行分解，逡逑計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式［１９］。其逡逑

圖２－７邋Ｑ（ｓ）頻率響應波特圖逡逑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)出較強的帶通濾波特性，并值相關。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值的選應速度和濾波效果，一般�。铃澹藉澹郑�。逡逑于雙二階廣義積分器的鎖相環(huán)（ＤＳ０ＧＩ－ＰＬＬ）的結構圖如圖２－８所壓Ｋ經過Ｃ３２變換矩陣，由坐標系轉換到0［／？坐標系得到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
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM72

【參考文獻】

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本文編號：2633265