本文關鍵詞：LCL型有源電力濾波器的控制技術研究

  更多相關文章： 有源電力濾波器 LCL濾波器 數(shù)字控制 重復控制 分數(shù)延時 穩(wěn)定性分析

【摘要】：有源阻尼和補償電流控制是LCL型有源電力濾波器的兩個關鍵技術,解決好這兩個問題可有效提高有源電力濾波系統(tǒng)的穩(wěn)定性和補償精度。本文對LCL型有源電力濾波器的有源阻尼和補償電流控制技術進行研究,主要進展如下:1、在分析三相有源電力濾波器系統(tǒng)工作原理和數(shù)字控制延時產(chǎn)生機理的基礎上,根據(jù)有源電力濾波器拓撲建立其數(shù)學模型,為有源電力濾波器系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析打下基礎。2、研究存在延時情況下,不同諧振頻率的LCL型濾波器的穩(wěn)定性問題。針對以逆變側電流為被控量、以電容電壓微分為有源阻尼的控制系統(tǒng),分析了阻尼延時對系統(tǒng)諧振頻率及穩(wěn)定性的影響,指出阻尼項延時會改變系統(tǒng)的諧振頻率,且當阻尼為正反饋時開環(huán)系統(tǒng)可避免出現(xiàn)不穩(wěn)定極點,有利于系統(tǒng)穩(wěn)定,降低控制器的設計難度。由于電容電壓微分有源阻尼反饋的微分環(huán)節(jié)無法在數(shù)字系統(tǒng)中直接實現(xiàn),只能通過近似法等效,對此本文采用了超前-滯后網(wǎng)絡近似等效阻尼反饋的微分環(huán)節(jié),并比較了網(wǎng)絡函數(shù)在不同離散方法下的頻率特性。3、研究重復控制與PI控制相結合的復合控制結構的穩(wěn)定性,根據(jù)三相六脈波整流器產(chǎn)生6k±1次諧波的特點,對重復控制內(nèi)核進行了改進,并綜合分析了改進系統(tǒng)的性能。由于改進重復控制內(nèi)核存在非整數(shù)延時環(huán)節(jié),無法直接在數(shù)字控制器中實現(xiàn),對此本文設計了IIR全通數(shù)字濾波器來逼近所需分數(shù)延時的特性,提高系統(tǒng)在固定電網(wǎng)頻率和波動電網(wǎng)頻率下的穩(wěn)態(tài)跟蹤性能。4、在Matlab/Simulink仿真平臺上搭建了改進系統(tǒng)的仿真模型,驗證不同阻尼反饋系數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響、改進重復控制的補償效果、不同類型數(shù)字濾波器等效分數(shù)延時環(huán)節(jié)對系統(tǒng)補償效果的影響。仿真表明,所設計的電容電壓微分有源阻尼能保證系統(tǒng)穩(wěn)定,所提改進重復控制能有效改善系統(tǒng)的補償效果。最后,在原有工程樣機的基礎上對本文提出的理論進行實驗驗證,實驗結果與理論分析一致。
【關鍵詞】：有源電力濾波器 LCL濾波器 數(shù)字控制 重復控制 分數(shù)延時 穩(wěn)定性分析
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM761
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景10-12
• 1.1.1 電力諧波的產(chǎn)生及危害10-11
• 1.1.2 有源電力濾波器的原理及應用11-12
• 1.2 有源電力濾波器的發(fā)展12-17
• 1.2.1 國內(nèi)外有源電力濾波器技術發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 有源電力濾波器關鍵技術13-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 有源電力濾波器拓撲及模型18-27
• 2.1 LCL型三相有源電力濾波器系統(tǒng)18-19
• 2.2 LCL濾波器參數(shù)設計19-21
• 2.3 數(shù)字控制延時機理21-23
• 2.3.1 采樣到裝載產(chǎn)生的延時21-22
• 2.3.2 采樣和保持產(chǎn)生的延時22-23
• 2.4 有源電力濾波器數(shù)學模型23-26
• 2.5 本章小結26-27
• 第三章 LCL型有源電力濾波器的有源阻尼分析27-51
• 3.1 LCL型濾波器穩(wěn)定性問題27-30
• 3.2 基于電容電壓微分反饋的有源阻尼30-38
• 3.2.1 電容電壓微分反饋有源阻尼30-31
• 3.2.2 阻尼項延時對系統(tǒng)的影響31-38
• 3.3 超前-滯后網(wǎng)絡設計38-41
• 3.4 離散域系統(tǒng)穩(wěn)定性分析41-50
• 3.5 本章小結50-51
• 第四章 LCL型有源電力濾波器的復合重復控制51-75
• 4.1 PI控制的局限性51-52
• 4.2 重復控制原理及其復合結構52-56
• 4.2.1 重復控制原理分析52-54
• 4.2.2 重復控制復合結構54-56
• 4.3 dq坐標系下的重復控制56-63
• 4.3.1 三相6脈波不控整流器諧波分析57-58
• 4.3.2 重復控制內(nèi)核及控制結構58-59
• 4.3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性及穩(wěn)態(tài)誤差分析59-60
• 4.3.4 系統(tǒng)暫態(tài)性能分析60-61
• 4.3.5 系統(tǒng)抗干擾性能分析61-63
• 4.4 非整數(shù)延時環(huán)節(jié)63-71
• 4.4.1 基于IIR的非整數(shù)延時濾波器64-69
• 4.4.2 適應頻率波動的重復控制內(nèi)核69-71
• 4.5 重復控制器設計71-74
• 4.5.1 補償器S(z)設計71
• 4.5.2 小數(shù)延時濾波器設計71-72
• 4.5.3 低通濾波器Q(z)設計72-74
• 4.6 本章小結74-75
• 第五章 系統(tǒng)仿真與實驗分析75-85
• 5.1 系統(tǒng)仿真模型的搭建75-77
• 5.2 Matlab仿真結果分析77-82
• 5.2.1 阻尼效果仿真分析77-79
• 5.2.2 復合控制系統(tǒng)仿真分析79-82
• 5.3 實驗結果分析82-84
• 5.4 本章小結84-85
• 結論85-87
• 參考文獻87-92
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果92-93
• 致謝93-94
• 附錄94-96
• 答辯委員會對論文的評定意見96

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