本文選題：APF + 開關(guān)損耗　； 參考：《東北大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著電力網(wǎng)絡(luò)中諧波污染的不斷升級,有源電力濾波器逐漸成為諧波治理的研究熱點。有源電力濾波器諧波控制算法的優(yōu)劣和開關(guān)損耗的大小也逐漸成為決定其性能的關(guān)鍵。本文針對以上兩個問題,提出了一種基于虛擬阻抗技術(shù)的有源電力濾波器控制算法和最小開關(guān)損耗的調(diào)制策略,可以有效地降低控制算法的復(fù)雜性和IGBT的開關(guān)損耗。本文主要研究的是三相三線制的并聯(lián)電壓型有源電力濾波器。本文在第一章首先針對有源電力濾波器算法和開關(guān)損耗問題查閱了大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)。在了解了有源電力濾波器研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,第二章研究了現(xiàn)有的有源電力濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其工作原理；提出了本文所研究的基于虛擬阻抗技術(shù)的無電壓傳感器APF的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并且給出了無電壓傳感器APF的數(shù)學(xué)模型；研究了現(xiàn)有的無電壓和無電流傳感器控制策略的特點。在第二章分析的基礎(chǔ)上,第三章首先總結(jié)了現(xiàn)有有源電力濾波器直接和間接控制技術(shù)的優(yōu)缺點；在此基礎(chǔ)上結(jié)合虛擬阻抗在逆變器、不問斷電源以及微電網(wǎng)中的應(yīng)用原理,給出了本文所設(shè)計的基于虛擬阻抗技術(shù)的有源電力濾波器控制算法；在第三章的末尾進(jìn)行了基于MATLAB/Simulink仿真驗證,仿真實驗結(jié)果表明本文所設(shè)計的控制算法能夠滿足電網(wǎng)諧波治理要求,且具有較低的載波頻率和較高的功率因數(shù)。第四章針對有源電力濾波器開關(guān)損耗高的問題,由于傳統(tǒng)的單一DPWM算法對于不同的逆變器功率因數(shù)不能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的降低開關(guān)損耗的控制,為了實現(xiàn)最優(yōu)開關(guān)損耗的PWM調(diào)制規(guī)則,本文采用了一種最小開關(guān)損耗的DPWM調(diào)制策略。并在第四章的末尾給出了這種DPWM策略的仿真實驗,仿真結(jié)果表明,在不影響補(bǔ)償效果的情況下,這種DPWM策略能夠最優(yōu)的降低逆變器的開關(guān)損耗和開關(guān)頻率。在文章的末尾,本文針對所采用的有源電力濾波器結(jié)構(gòu)和算法,進(jìn)行了硬件主電路和控制電路的參數(shù)設(shè)計,以及基于Simulink與C語言混合編程方法的軟件算法設(shè)計。在第五章的最后進(jìn)行了實驗波形和數(shù)據(jù)分析。實驗結(jié)果表明,該樣機(jī)能夠有效的完成諧波治理,實現(xiàn)設(shè)計的功能。
[Abstract]:With the upgrading of harmonic pollution in power network, active power filter (APF) has become a hotspot in harmonic control. The advantages and disadvantages of harmonic control algorithm and switching loss of active power filter (APF) have gradually become the key to its performance. Aiming at the above two problems, this paper presents an active power filter control algorithm based on virtual impedance technology and a modulation strategy for minimum switching loss, which can effectively reduce the complexity of the control algorithm and the switching loss of IGBT. In this paper, the three-phase three-wire shunt voltage active power filter is studied. In the first chapter, a large number of literatures on active power filter (APF) algorithm and switching loss are reviewed. On the basis of understanding the current situation of active power filter (APF), chapter 2 studies the topology and working principle of APF. In this paper, the topology of voltage-sensorless APF based on virtual impedance technology is proposed, and the mathematical model of voltage-sensorless APF is given, and the characteristics of existing voltage-free and current-free control strategies are studied. Based on the analysis of the second chapter, the advantages and disadvantages of the existing direct and indirect control techniques of active power filter are summarized in chapter 3, and the application principle of virtual impedance in inverter, power supply and microgrid is discussed. An active power filter control algorithm based on virtual impedance technology is presented in this paper. At the end of chapter 3, simulation based on MATLAB/Simulink is carried out. The simulation results show that the proposed control algorithm can meet the requirements of harmonic control, and has lower carrier frequency and higher power factor. In chapter 4, aiming at the problem of high switching loss of APF, the traditional single DPWM algorithm can not achieve optimal control of switching loss for different inverter power factors. In order to realize the PWM modulation rule of optimal switching loss, a DPWM modulation strategy with minimum switching loss is adopted in this paper. At the end of chapter 4, the simulation experiment of this DPWM strategy is given. The simulation results show that the DPWM strategy can reduce the switching loss and frequency of the inverter optimally without affecting the compensation effect. At the end of the paper, the parameters of the main hardware circuit and the control circuit are designed according to the structure and algorithm of the active power filter, and the software algorithm is designed based on the mixed programming method of Simulink and C language. At the end of chapter 5, the experimental waveform and data are analyzed. The experimental results show that the prototype can effectively accomplish harmonic control and realize the function of design.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN713.8;TM761

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本文編號：1988468