【摘要】：隨著當(dāng)今世界科學(xué)的發(fā)展，大規(guī)模的大功率非線性負(fù)載投入使用，其給電網(wǎng)帶來的諧波污染問題也日趨嚴(yán)重。有源電力濾波器在諧波治理方面的良好的補(bǔ)償性能和高效率性已經(jīng)成為研究的熱點。而在高電壓大容量場合，原本的兩電平APF已經(jīng)不能滿足要求，為此，本文主要針對三電平APF的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、諧波檢測、電流跟蹤控制算法和主參數(shù)的設(shè)計進(jìn)行研究，為其在高電壓大容量場合的工程應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)和經(jīng)驗。 首先本文對三電平并聯(lián)型APF的基本工作原理進(jìn)行了深入的研究，介紹了三電平并聯(lián)型APF的主電路PWM變流器常用的二極管箝位式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，繼而針對其缺點引進(jìn)了T型三電平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并建立了三電平APF在三相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型及其在d-q坐標(biāo)系下的簡化的數(shù)學(xué)模型，在一定程度上解除了變量之間的耦合關(guān)系。 其次根據(jù)三電平APF的基本框架，介紹了諧波檢測算法和電流跟蹤控制算法，深入研究了基于瞬時無功功率理論的d-q諧波檢測算法，及其在Simulink中的仿真驗證；繼而針對電流跟蹤控制策略，介紹了三電平中的滯環(huán)控制和三角波比較控制，及電壓狀態(tài)反饋解耦PI控制器的設(shè)計。 然后針對APF主電路的參數(shù)的選擇直接影響控制效果這一問題，對直流側(cè)母線電壓、直流側(cè)電容和交流側(cè)電抗等參數(shù)的取值做出了詳細(xì)的理論推導(dǎo)，為其在工程上的具體應(yīng)用提供了理論上的依據(jù)。 最后，在Matlab/Simulink中搭建了整個三電平APF系統(tǒng)的仿真模型，并通過調(diào)整各個參數(shù)分析各個參數(shù)的變化對系統(tǒng)的影響，，進(jìn)而對各個參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并得到最終三電平APF模型。
【圖文】：

有源電力濾波器基本結(jié)構(gòu)中，諧波源為整流逆變，為了使供電系統(tǒng)不受諧波的危害，APF 就需要相反的補(bǔ)償電流，注入電網(wǎng)中消除諧波，從而實 諧波補(bǔ)償策略與 PPF 相比，具有以下優(yōu)點[18]：圍廣，不再局限于某一固定頻率段的諧波，理論是考慮到實際成本等方面，一般可以達(dá)到補(bǔ)償 以補(bǔ)償諧波意外，還可以補(bǔ)償無功，對于含有 的補(bǔ)償也可以實時的準(zhǔn)確進(jìn)行。與系統(tǒng)的阻抗無關(guān)，不用考慮濾波器與系統(tǒng)阻抗多個諧波源集中進(jìn)行補(bǔ)償。濾波器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.2 三電平 PWM 變流器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三電平結(jié)構(gòu)具有使單個開關(guān)管阻斷電壓減半，且工作損耗低、效率高等優(yōu)勢[29]。三電平 PWM 變流器應(yīng)用最為廣泛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[30]為二極管箝位式 NPC（Neutral Point Clamped）。2.2.1 二極管箝位式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 2.2 為三電平的二極管箝位式逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[31]，逆變器交流側(cè)的任一相由 4 個 IGBT 開關(guān)管、4 個續(xù)流二極管和 2 個鉗位二極管組成，直流側(cè)由兩個大小相等的電容 C1、C2串聯(lián)，提供直流側(cè)電壓[32]。通過一定的開關(guān)邏輯順序來控制各個 IGBT 開關(guān)的通斷狀態(tài)，使交流側(cè)可以產(chǎn)生三種電平的相電壓。其具體的工作原理分析如下[33]：
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM761;TN713.8

【參考文獻(xiàn)】

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1 杜雄;周雒維;謝品芳;;直流側(cè)并聯(lián)型有源電力濾波器的可控性及其統(tǒng)一控制策略[J];電工技術(shù)學(xué)報;2008年02期

2 陳小剛;王慧貞;;半周期電流滯環(huán)控制的二極管鉗位型三電平半橋逆變器[J];電工技術(shù)學(xué)報;2011年11期

3 張代潤;;有源電力濾波技術(shù)研究的新進(jìn)展(續(xù))[J];電工技術(shù);2000年08期

4 顧建軍,徐殿國,劉漢奎,公茂忠;有源濾波技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展[J];電機(jī)與控制學(xué)報;2003年02期

5 漆銘鈞;羅安;劉定國;;注入式混合型有源電力濾波器設(shè)計及其工程實現(xiàn)[J];電力電子技術(shù);2008年05期

6 許勝;趙劍鋒;許杏桃;;三電平定時滯環(huán)PWM電流控制方法[J];電力電子技術(shù);2011年01期

7 樂健;姜齊榮;韓英鐸;;三相四線并聯(lián)APF的電流滯環(huán)控制策略分析[J];電力系統(tǒng)自動化;2006年17期

8 張國榮;張鐵良;丁明;蘇建徽;汪海寧;;光伏并網(wǎng)發(fā)電與有源電力濾波器的統(tǒng)一控制[J];電力系統(tǒng)自動化;2007年08期

9 楊洪耕;惠錦;侯鵬;;電力系統(tǒng)諧波和間諧波檢測方法綜述[J];電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報;2010年02期

10 樂江源;謝運祥;張志;陳林;;有源電力濾波器狀態(tài)反饋精確線性化控制[J];電力自動化設(shè)備;2010年02期

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2 張曉;三電平有源濾波器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2579189