【摘要】：隨著非線性負(fù)載的廣泛應(yīng)用,電網(wǎng)諧波污染日益嚴(yán)重。有源電力濾波器憑其諧波治理效果好、系統(tǒng)響應(yīng)速度快以及控制方式靈活等特點(diǎn)而成為近年來研究熱點(diǎn)。本文以LCL型三相三線制NPC結(jié)構(gòu)的三電平APF為研究對象,分別就其諧波電流檢測法、參數(shù)設(shè)計(jì)、阻尼策略和電流跟蹤控制策略展開研究。首先,針對傳統(tǒng)FBD檢測法中鎖相環(huán)引起的誤差和延時問題,給出一種基于正弦幅值積分器改進(jìn)的FBD諧波檢測法。三相三線制系統(tǒng)中,該方法采用正弦幅值積分器代替鎖相環(huán),在ab坐標(biāo)系下對電網(wǎng)電壓幅值進(jìn)行積分,得到基波電壓正序分量,進(jìn)而檢測諧波電流。同時,為避免電網(wǎng)電壓頻率波動對諧波檢測精度的影響,引入鎖頻環(huán),構(gòu)造了頻率自適應(yīng)環(huán)節(jié)。與傳統(tǒng)FBD法相比,基于正弦幅值積分器改進(jìn)的FBD檢測法結(jié)構(gòu)簡單,動態(tài)響應(yīng)快。仿真結(jié)果表明,當(dāng)電網(wǎng)電壓不對稱或頻率波動時,該方法可以準(zhǔn)確、快速地檢測出諧波分量。其次,針對傳統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)法過程復(fù)雜、計(jì)算量大等問題,在分析LCL濾波器原理和性能參數(shù)的基礎(chǔ)上,提出一種基于自適應(yīng)步長果蠅尋優(yōu)算法的LCL參數(shù)設(shè)計(jì)法。為避免傳統(tǒng)FOA易陷入局部極值的問題,引入迭代步長自適應(yīng)環(huán)節(jié),該方法根據(jù)上一代最優(yōu)濃度判斷值和當(dāng)前迭代次數(shù)自動調(diào)整FOA迭代步長,采用諧波衰減率為適應(yīng)度函數(shù)。和傳統(tǒng)果蠅算法相比,尋優(yōu)結(jié)果不易陷入局部最優(yōu)且速度更快。仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性。再次,研究了LCL濾波器阻尼和電流跟蹤控制策略。就LCL阻尼策略,在分析網(wǎng)側(cè)電感對無源、有源阻尼影響的基礎(chǔ)上,提出一種基于兩者復(fù)合的阻尼策略。建立LCL型三電平APF在abc,αβ,dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,對三電平逆變器直流側(cè)中點(diǎn)電位平衡進(jìn)行了分析,并且研究了LCL型三電平APF的MPCC策略。針對MPCC控制對系統(tǒng)參數(shù)依賴性強(qiáng)的問題,給出一種基于重復(fù)控制的復(fù)合MPCC策略,該方法具有良好的穩(wěn)定性和參數(shù)變化適應(yīng)性。仿真驗(yàn)證了所研究阻尼和復(fù)合MPCC策略的有效性。最后,搭建了LCL并聯(lián)型三相三線制NPC結(jié)構(gòu)的三電平APF實(shí)驗(yàn)平臺,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)主電路和控制電路。在實(shí)驗(yàn)平臺上,對本文研究的基于正弦幅值積分器的FBD諧波檢測法、基于自適應(yīng)步長FOA的LCL參數(shù)設(shè)計(jì)和復(fù)合MPCC策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文研究內(nèi)容的正確性。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM935
【圖文】：

圖 1-1 并聯(lián)型 APF 結(jié)構(gòu)圖Figure1-1 Structure diagram of shuntAPF 型三電平 APF 研究現(xiàn)狀(Research Status of Threeth LCL Filter)出濾波器結(jié)構(gòu) IGBT 等大功率器件性能的不斷提高和價格的不斷降低，為了達(dá)治理效果，有源電力濾波的容量越來越大[18]。作為 APF 補(bǔ)償系環(huán)節(jié)，濾波裝置對 APF 補(bǔ)償效果起到關(guān)鍵作用�，F(xiàn)有濾波器大波器和 LCL 型濾波器。其等效電路圖分別如圖 1-2 和圖 1-3 所 L 型濾波器結(jié)構(gòu)簡單、便于控制，但其對開關(guān)頻率次諧波濾除尤其在大容量 APF 的應(yīng)用場合中，為了濾出開關(guān)紋波，電感 L這樣會造成 APF 成本變高、體積過大以及動態(tài)補(bǔ)償性能降低等

圖 1-1 并聯(lián)型 APF 結(jié)構(gòu)圖Figure1-1 Structure diagram of shuntAPF 型三電平 APF 研究現(xiàn)狀(Research Status of Threh LCL Filter)濾波器結(jié)構(gòu)IGBT 等大功率器件性能的不斷提高和價格的不斷降低，為了理效果，有源電力濾波的容量越來越大[18]。作為 APF 補(bǔ)償節(jié)，濾波裝置對 APF 補(bǔ)償效果起到關(guān)鍵作用�，F(xiàn)有濾波器器和 LCL 型濾波器。其等效電路圖分別如圖 1-2 和圖 1-3 所L 型濾波器結(jié)構(gòu)簡單、便于控制，但其對開關(guān)頻率次諧波濾其在大容量 APF 的應(yīng)用場合中，為了濾出開關(guān)紋波，電感樣會造成 APF 成本變高、體積過大以及動態(tài)補(bǔ)償性能降低

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2725136