本文關(guān)鍵詞：電網(wǎng)不平衡時(shí)級(jí)聯(lián)H橋APF的研究

  更多相關(guān)文章： 電網(wǎng)不平衡 級(jí)聯(lián)H橋APF 電流控制 分層控制

【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展,電力系統(tǒng)中接入了大量的非線性負(fù)載和不平衡沖擊性負(fù)載,有如諧波、電壓跌落、電網(wǎng)電壓三相不對(duì)稱等電能質(zhì)量問(wèn)題也隨著日益惡化。有源電力濾波器(Active Power Filter, APF)作為一種新型的諧波和無(wú)功補(bǔ)償裝置,能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,改善電能質(zhì)量。但是,當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)APF的研究主要還是集中在低壓領(lǐng)域,APF應(yīng)用在中高壓領(lǐng)域面臨的諸多關(guān)鍵問(wèn)題有待解決。由于級(jí)聯(lián)多電平結(jié)構(gòu)具有輸出諧波特性好、易于模塊化、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),所以本文最終采用了級(jí)聯(lián)所電平結(jié)構(gòu)作為APF的主電路拓?fù)洹２⒃诖嘶A(chǔ)上結(jié)合級(jí)聯(lián)H橋型結(jié)構(gòu)的工作模式,采用倍頻式載波移相調(diào)制技術(shù),很好的提高了裝置的等效開(kāi)關(guān)頻率,較好的解決了開(kāi)關(guān)頻率與APF容量之間的固有矛盾。其次,現(xiàn)階段的研究都是在電網(wǎng)電壓理想狀況下,但實(shí)際情況中電網(wǎng)電壓不平衡是經(jīng)常存在的,如何解決電網(wǎng)電壓不平衡對(duì)裝置帶來(lái)的一系列影響是一項(xiàng)急需解決的關(guān)鍵技術(shù)。本文在詳細(xì)推導(dǎo)了級(jí)聯(lián)H橋式APF在ABC靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上分析了對(duì)主電路參數(shù)進(jìn)行選擇；同時(shí)還分析了電網(wǎng)電壓不平衡對(duì)APF裝置的影響。本文對(duì)電網(wǎng)不平衡時(shí)級(jí)聯(lián)H橋APF的控制策略進(jìn)行了研究。基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論,采用ip-iq算法對(duì)諧波電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),并設(shè)計(jì)了電流的跟蹤及閉環(huán)PI控制系統(tǒng)；在分析了直流側(cè)電壓不平衡對(duì)系統(tǒng)造成的影響的基礎(chǔ)上利用數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)出造成級(jí)聯(lián)H橋各直流側(cè)電壓不均衡的機(jī)理。最后采用分層控制實(shí)現(xiàn)對(duì)直流側(cè)的穩(wěn)壓均壓。該分層結(jié)構(gòu)中的上層控制采用一種新的雙環(huán)控制策略不僅實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)不平衡時(shí)總的功率及負(fù)序電壓控制,而且抑制了電網(wǎng)不平衡帶來(lái)的負(fù)序電壓對(duì)APF的影響,保障了裝置的安全可靠運(yùn)行。中層采用零序電壓注入法消除相與相之間電壓的不均衡,底層控制采用采用電壓增補(bǔ)量法實(shí)現(xiàn)模塊間均壓。最后在Simulink環(huán)境下進(jìn)行了大量的仿真模擬實(shí)驗(yàn),仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文所提控制策略的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：電網(wǎng)不平衡 級(jí)聯(lián)H橋APF 電流控制 分層控制
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM761
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-26
• 1.1 諧波16-18
• 1.1.1 諧波的定義16-17
• 1.1.2 諧波的產(chǎn)生與危害17
• 1.1.3 諧波的抑制方法17-18
• 1.2 有源電力濾波器發(fā)展概述18-20
• 1.2.1 基本原理18-19
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)19-20
• 1.3 多電平變流器20-24
• 1.3.1 基本原理及優(yōu)點(diǎn)20-21
• 1.3.2 發(fā)展背景及歷程21-22
• 1.3.3 主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)22-23
• 1.3.4 多電平技術(shù)在有源電力濾波器中的應(yīng)用23-24
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容24-26
• 第二章 載波相移調(diào)制技術(shù)26-34
• 2.1 H橋級(jí)聯(lián)APF工作模式26-27
• 2.1.1 級(jí)聯(lián)H橋型變流器工作機(jī)理26
• 2.1.2 三個(gè)H橋級(jí)聯(lián)工作模式26-27
• 2.2 載波相移調(diào)制技術(shù)基本原理27-29
• 2.3 載波相移調(diào)制技術(shù)數(shù)學(xué)分析29-31
• 2.3.1 CPS-SPWM數(shù)學(xué)分析29-30
• 2.3.2 倍頻式CPS-SPWM數(shù)學(xué)分析30-31
• 2.4 仿真分析31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 級(jí)聯(lián)H橋APF運(yùn)行狀態(tài)分析及主電路參數(shù)選擇34-43
• 3.1 對(duì)稱分量法的基本原理分析34-35
• 3.2 級(jí)聯(lián)H橋APF的數(shù)學(xué)模型35-37
• 3.3 電網(wǎng)不平衡對(duì)級(jí)聯(lián)H橋APF的運(yùn)行影響分析37-40
• 3.3.1 對(duì)直流側(cè)電容電壓的影響37-38
• 3.3.2 對(duì)級(jí)聯(lián)APF輸出電流的影響38-39
• 3.3.3 對(duì)級(jí)聯(lián)H橋APF裝置過(guò)電流的影響39-40
• 3.4 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)40-42
• 3.4.1 直流側(cè)電容設(shè)計(jì)40-41
• 3.4.2 并網(wǎng)電感設(shè)計(jì)41-42
• 3.5 本章總結(jié)42-43
• 第四章 電流檢測(cè)與控制43-54
• 4.1 電流檢測(cè)方法43-49
• 4.1.1 諧波電流檢測(cè)技術(shù)綜述43-44
• 4.1.2 瞬時(shí)無(wú)功功率理論基本原理分析44-46
• 4.1.3 p-q檢測(cè)法46-47
• 4.1.4 ip-iq檢測(cè)法47-49
• 4.2 電流跟蹤控制49-50
• 4.3 閉環(huán)控制策略50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 電網(wǎng)不平衡時(shí)的級(jí)聯(lián)H橋APF的控制策略54-62
• 5.1 直流側(cè)電壓不均衡原因及影響54-57
• 5.1.1 模塊間電壓不平衡原因及影響54-56
• 5.1.2 電網(wǎng)不平衡下相間直流側(cè)電壓不均衡原因及影響56-57
• 5.2 電壓控制策略57-61
• 5.2.1 全局穩(wěn)壓控制策略58-59
• 5.2.2 相與相之間的電壓均衡控制59-60
• 5.2.3 模塊間均壓60-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第六章 仿真分析62-68
• 6.1 系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)定62
• 6.2 電網(wǎng)平衡時(shí)仿真波形62-63
• 6.3 電網(wǎng)不平衡時(shí)仿真波形63-65
• 6.4 電網(wǎng)不平衡時(shí)直流側(cè)電壓平衡仿真波形分析65-67
• 6.5 本章小結(jié)67-68
• 第七章 總結(jié)與展望68-70
• 7.1 論文總結(jié)68-69
• 7.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況74

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