【摘要】：各類電力電子設(shè)備的普及應(yīng)用造成諧波在配電網(wǎng)中的含量也越來越多。日益精密的電子設(shè)備需求更加優(yōu)質(zhì)干凈的電能；相反，電力電子設(shè)備的增多使得向電網(wǎng)中注入的諧波也變得更多。在諧波治理方面，有源電力濾波器具有高效、快速、實(shí)時、穩(wěn)定等特點(diǎn)，在很多領(lǐng)域受到重視和應(yīng)用。三相四線制有源電力濾波器在配電網(wǎng)的諧波治理問題上具有明顯的優(yōu)勢，正受到越來越多的關(guān)注。 本文以并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器（APF）為研究對象，從主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、鎖相環(huán)以及APF的電流電壓閉環(huán)控制策略幾個方面進(jìn)行了深入的研究。 論文首先將兩種典型的三電平變流器與康能中點(diǎn)鉗位型（Conergy NPC）三電平變流器分別從結(jié)構(gòu)、成本、調(diào)制方法、損耗分布等方面做對比分析。研究結(jié)果表明Conergy NPC的綜合性價比最高，在成本及損耗平衡方面具有明顯的優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，建立了基于該變流器的APF數(shù)學(xué)模型。 其次本文對傳統(tǒng)單同步坐標(biāo)系軟件鎖相環(huán)進(jìn)行研究，指出該軟件鎖相環(huán)具有調(diào)整時間長和在三相電壓不平衡條件下存在穩(wěn)態(tài)誤差等問題。針對這些缺點(diǎn)，分別從提高響應(yīng)速度和濾除負(fù)序電壓分量消除穩(wěn)態(tài)誤差兩個方面做出改進(jìn)，有效地提高了鎖相環(huán)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，并通過仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。 接著針對PI控制對交流信號不能實(shí)現(xiàn)無靜差跟蹤以及重復(fù)控制響應(yīng)時間長的缺點(diǎn)，提出將兩者并聯(lián)的復(fù)合電流控制策略，并給出了詳細(xì)的參數(shù)設(shè)定方法。該控制策略響應(yīng)速度快，同時穩(wěn)態(tài)精度高，且實(shí)現(xiàn)簡單方便。同時，為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，對直流側(cè)電壓閉環(huán)控制和均壓控制分別進(jìn)行了分析和參數(shù)設(shè)計(jì)。論文對上述電流和電壓控制進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 最后，，通過實(shí)驗(yàn)對本文提出的新型三電平有源電力濾波器進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該新型結(jié)構(gòu)以及采用的電流和電壓控制策略是有效的。
[Abstract]:The popularity of all kinds of power electronic equipment results in more and more harmonics in the distribution network. Increasingly sophisticated electronic devices demand better and cleaner electricity; on the contrary, the increase in power electronics has increased the amount of harmonics injected into the grid. In harmonic control, active power filter (APF) is highly efficient, fast, real-time and stable, so it has been paid attention to and applied in many fields. Three-phase four-wire active power filter (APF) has obvious advantages in harmonic control of distribution network and is attracting more and more attention. In this paper, a parallel three-phase four-wire active power filter (APF) is studied. The topology of the main circuit, the phase-locked loop (PLL) and the current-voltage closed-loop control strategy of APF are studied deeply. In this paper, two typical three-level converters and (Conergy NPC) three-level converters are compared and analyzed from the aspects of structure, cost, modulation method, loss distribution, and so on. The two typical three-level converters are compared and analyzed in terms of structure, cost, modulation method, loss distribution and so on. The results show that Conergy NPC has the highest comprehensive cost-to-performance ratio, and has obvious advantages in cost and loss balance. On this basis, the APF mathematical model based on the converter is established. Secondly, this paper studies the traditional software phase-locked loop in single synchronous coordinate system, and points out that the software phase-locked loop has the problems of long adjustment time and steady-state error under the condition of three-phase voltage imbalance. In view of these shortcomings, the dynamic and steady-state performance of phase-locked loop is effectively improved by improving the response speed and eliminating the steady-state error by filtering the negative sequence voltage components, and the simulation results show that the proposed method can effectively improve the dynamic and steady-state performance of the phase-locked loop. Then, aiming at the disadvantage that PI can't track AC signal without static error and the response time of repetitive control is long, a hybrid current control strategy with parallel connection is proposed, and a detailed parameter setting method is given. The control strategy has the advantages of fast response, high steady-state precision, and simple and convenient realization. At the same time, in order to ensure the stable operation of the system, the DC side voltage closed-loop control and voltage sharing control are analyzed and the parameters are designed respectively. The current and voltage control mentioned above are simulated and verified in this paper. Finally, the new three-level active power filter proposed in this paper is verified by experiments. The experimental results show that the new structure and the current and voltage control strategy are effective.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM761

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2435921