本文關(guān)鍵詞：三相四線(xiàn)制有源電力濾波器開(kāi)路故障診斷研究

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【摘要】：隨著大量非線(xiàn)性單相負(fù)載不斷接入電網(wǎng),四線(xiàn)制系統(tǒng)內(nèi)的電能質(zhì)量問(wèn)題日益嚴(yán)重。三相四線(xiàn)制有源電力濾波器(APF)可以很好地實(shí)現(xiàn)三相四線(xiàn)制系統(tǒng)內(nèi)的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償,提高供電質(zhì)量。本文選取三相四線(xiàn)制三橋臂APF系統(tǒng)作為研究對(duì)象,對(duì)其直流側(cè)中點(diǎn)電位平衡控制、諧波指令提取和開(kāi)路故障診斷等技術(shù)展開(kāi)研究。本文介紹了四線(xiàn)制系統(tǒng)中主要的諧波來(lái)源、危害以及常用治理方案;并對(duì)三相四線(xiàn)制APF系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述,包括諧波指令提取、諧波電流跟蹤控制、APF系統(tǒng)主拓?fù)浜拖到y(tǒng)內(nèi)IGBT開(kāi)路故障診斷等。通過(guò)分析三橋臂APF系統(tǒng)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理,本文建立了適用于三橋臂全部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的APF數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)出系統(tǒng)直流側(cè)電壓的數(shù)學(xué)模型。直流側(cè)中點(diǎn)電位平衡控制是三相四線(xiàn)制三橋臂APF系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,本文分別采用調(diào)節(jié)零矢量作用時(shí)間和優(yōu)化冗余矢量的途徑來(lái)平衡控制三橋臂系統(tǒng)中的直流側(cè)中點(diǎn)電位。傳統(tǒng)ip-iq諧波檢測(cè)算法需要大量的坐標(biāo)變化,算法計(jì)算量較大;本文將各相獨(dú)立ip-iq諧波檢測(cè)算法和瞬時(shí)對(duì)稱(chēng)分量法相結(jié)合,得到一種適用于三相四線(xiàn)制系統(tǒng),且可以實(shí)現(xiàn)特定次諧波補(bǔ)償、全補(bǔ)償、以及正、負(fù)、零序分量分別補(bǔ)償?shù)闹C波提取算法。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效性。當(dāng)APF發(fā)生開(kāi)路故障時(shí),快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出故障,并判斷出故障位置,是系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的保障。本文提出一種基于交流側(cè)輸出電壓數(shù)學(xué)模型的適用于三相四線(xiàn)制三橋臂兩電平并聯(lián)型APF的IGBT開(kāi)路故障診斷算法。通過(guò)分析正常狀態(tài)和故障狀態(tài)下APF交流側(cè)輸出電壓與相應(yīng)IGBT導(dǎo)通占空比對(duì)應(yīng)關(guān)系的不同,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)IGBT開(kāi)路故障的診斷和定位。該方法用到的信號(hào)都是系統(tǒng)控制器已經(jīng)使用的信號(hào),不需要增加額外的硬件或者傳感器。同時(shí),該方法具有很好的快速性和較高的可靠性,且適用于系統(tǒng)負(fù)載變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程。仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提診斷算法的優(yōu)越性能。本文對(duì)上述診斷算法進(jìn)行改進(jìn)并應(yīng)用于三相四線(xiàn)制三電平APF系統(tǒng)。采用上述兩電平診斷算法確定開(kāi)路故障所處的橋臂位置;再利用同側(cè)橋臂中兩個(gè)IGBT開(kāi)路后電流導(dǎo)通路徑的不同對(duì)故障位置進(jìn)行進(jìn)一步的定位。仿真結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)診斷算法的可行性。最后,在三相四線(xiàn)制APF實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：三相四線(xiàn)制三橋臂 有源電力濾波器 開(kāi)路故障 故障診斷
【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】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM761
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 部分變量注釋表16-17
• 1 緒論17-29
• 1.1 課題研究背景及意義17-18
• 1.2 三相四線(xiàn)制系統(tǒng)諧波危害及治理方案18-20
• 1.3 三相四線(xiàn)制有源電力濾波器研究現(xiàn)狀20-25
• 1.4 故障診斷研究現(xiàn)狀25-27
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容27-29
• 2 三相四線(xiàn)制三橋臂APF系統(tǒng)原理分析29-49
• 2.1 引言29
• 2.2 三相四線(xiàn)制三橋臂APF系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型29-34
• 2.3 三相四線(xiàn)制三橋臂APF系統(tǒng)直流側(cè)中點(diǎn)電位平衡控制34-40
• 2.4 各相獨(dú)立ip-iq諧波檢測(cè)算法40-43
• 2.5 仿真驗(yàn)證43-48
• 2.6 本章小結(jié)48-49
• 3 兩電平三相四線(xiàn)制三橋臂APF系統(tǒng)開(kāi)路故障診斷49-64
• 3.1 引言49
• 3.2 兩電平三相四線(xiàn)制三橋臂APF系統(tǒng)交流側(cè)輸出電壓數(shù)學(xué)模型49-51
• 3.3 開(kāi)路故障診斷原理51-57
• 3.4 仿真驗(yàn)證57-62
• 3.5 本章小結(jié)62-64
• 4 三電平三相四線(xiàn)制三橋臂APF系統(tǒng)開(kāi)路故障診斷64-79
• 4.1 引言64
• 4.2 三電平三相四線(xiàn)制三橋臂APF系統(tǒng)交流側(cè)輸出電壓數(shù)學(xué)模型64-66
• 4.3 開(kāi)路故障診斷原理66-71
• 4.4 仿真驗(yàn)證71-77
• 4.5 本章小結(jié)77-79
• 5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證79-91
• 5.1 引言79-81
• 5.2 三相四線(xiàn)制三橋臂APF實(shí)驗(yàn)81-83
• 5.3 兩電平三相四線(xiàn)制三橋臂APF故障診斷實(shí)驗(yàn)83-86
• 5.4 三電平三相四線(xiàn)制三橋臂APF故障診斷實(shí)驗(yàn)86-90
• 5.5 本章小結(jié)90-91
• 6 總結(jié)與展望91-93
• 6.1 總結(jié)91-92
• 6.2 工作展望92-93
• 參考文獻(xiàn)93-99
• 作者簡(jiǎn)歷99-101
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集101

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本文編號(hào)：861935