本文關(guān)鍵詞：特定次諧波補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)型APF算法研究與設(shè)計

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【摘要】：有源電力濾波器作為一種應(yīng)用在供電系統(tǒng)中的諧波抑制裝置,有著諧波抑制效果好,響應(yīng)速度快,穩(wěn)定可靠性高等優(yōu)點。傳統(tǒng)APF控制思想是針對畸變電流中的所有諧波進(jìn)行補(bǔ)償,然而電力系統(tǒng)中諧波電流主要以6k±1次為主,如5、7、11次等特定次諧波,而高次諧波成分較少且易于通過無源濾波器濾除。因此,對網(wǎng)側(cè)含量較高的低次諧波進(jìn)行抑制更具有研究應(yīng)用價值,本文研究了基于二極管鉗位三電平電路結(jié)構(gòu)的APF,著重針對特定次諧波補(bǔ)償控制算法研究開展了以下工作：首先,研究了并聯(lián)型APF工作與控制原理,在abc坐標(biāo)系和dp坐標(biāo)系下建立了并聯(lián)型APF數(shù)學(xué)模型。通過有功無功解耦算法實現(xiàn)了直流側(cè)穩(wěn)壓控制,同時研究了電感式輔助均壓電路均壓原理,并運用該電路解決了三電平二極管鉗位變換器中直流側(cè)中點電容電壓不平衡問題。其次,基于dpO全諧波檢測法改進(jìn)得到任意特定次諧波的檢測方法。運用該檢測法將負(fù)載側(cè)畸變電流中的第n次諧波提取出來作為第n次諧波補(bǔ)償控制的諧波電流給定參考量,將該給定參考量與第n次諧波補(bǔ)償電流做差后,經(jīng)PI控制器調(diào)節(jié)得到第n次諧波補(bǔ)償控制的指令電流信號,再根據(jù)dp坐標(biāo)系下電壓電流矢量計算關(guān)系,將指令電流信號轉(zhuǎn)換為指令電壓作為調(diào)制信號,通過SPWM調(diào)制處理得到第n次諧波補(bǔ)償控制的PWM輸出。同理,并行處理其它特定次諧波補(bǔ)償模塊,可實現(xiàn)AAF對多個特定次諧波的同時補(bǔ)償。最后,搭建基于二極管箝位三電平電路結(jié)構(gòu)的APF小功率實驗樣機(jī)平臺,采用Verilog-HDL硬件語言設(shè)計完成了基于FPGA的全數(shù)字控制系統(tǒng)。其中,控制器主要包括同步坐標(biāo)變換、鎖相環(huán)、諧波檢測及其補(bǔ)償控制、有功無功解耦控制等模塊。實驗結(jié)果驗證了有／功無功解耦控制和特定次諧波補(bǔ)償控制算法的可行性,通過對網(wǎng)側(cè)電流中5—-31次特定次諧波進(jìn)行補(bǔ)償,可將網(wǎng)側(cè)電流THD值由補(bǔ)償前的20.3%降低到0.5%。
【關(guān)鍵詞】：諧波抑制 有源電力濾波器 特定次諧波檢測 特定次諧波補(bǔ)償 現(xiàn)場可編程邏輯門陣列
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM761
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 背景意義10
• 1.2 諧波定義及諧波源10-11
• 1.3 諧波危害及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)11-14
• 1.3.1 諧波危害11-12
• 1.3.2 諧波標(biāo)準(zhǔn)12-14
• 1.4 諧波抑制技術(shù)14-17
• 1.4.1 APF基本原理14-15
• 1.4.2 APF簡單分類15-17
• 1.5 課題意義17-18
• 1.6 研究內(nèi)容18-19
• 第2章 APF的有功無功解耦控制19-29
• 2.1 APF主電路結(jié)構(gòu)19-21
• 2.2 直流側(cè)電壓平衡控制21-23
• 2.3 有功無功解耦控制23-26
• 2.3.1 APF數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.3.2 解耦控制24-26
• 2.4 仿真驗證26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 特定次諧波檢測及其補(bǔ)償控制29-46
• 3.1 諧波檢測方法29-34
• 3.1.1 p-q法29-31
• 3.1.2 dpO檢測法31-34
• 3.2 特定次諧波檢測與控制方法34-38
• 3.3 仿真驗證38-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 基于FPGA的控制器設(shè)計46-57
• 4.1 基于FPGA的控制系統(tǒng)46-47
• 4.2 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換47-49
• 4.3 鎖相環(huán)49-51
• 4.4 諧波檢測51-52
• 4.5 有功無功解耦控制52-54
• 4.6 APF系統(tǒng)控制54-55
• 4.7 本章小結(jié)55-57
• 第5章 實驗驗證57-67
• 5.1 實驗硬件系統(tǒng)57-58
• 5.2 直流側(cè)穩(wěn)壓實驗驗證58-60
• 5.3 基于特定次諧波補(bǔ)償APF實驗驗證60-66
• 5.3.1 APF穩(wěn)態(tài)響應(yīng)實驗61-64
• 5.3.2 APF動態(tài)響應(yīng)實驗64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論與展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：691879