本文關(guān)鍵詞：容錯型三相四開關(guān)有源電力濾波器控制研究

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【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,工業(yè)和生活中電力電子設(shè)備的應(yīng)用日益增多,隨之產(chǎn)生的電能質(zhì)量問題得到了廣泛的關(guān)注。其中諧波污染對電網(wǎng)的電能質(zhì)量與用電設(shè)備的正常運(yùn)行都有很大的影響,危害嚴(yán)重。APF(Active power filter)作為電網(wǎng)諧波主動治理的重要措施,近年來得到了廣泛的研究,并已大量投入使用。逆變器作為APF的關(guān)鍵部分,逆變器的可靠運(yùn)行必須得到保證。逆變器中的功率開關(guān)器件始終處于高頻運(yùn)行狀態(tài),容易發(fā)生故障,是逆變器電路中的薄弱環(huán)節(jié)。因此,研究APF中逆變器的故障診斷技術(shù)及容錯控制策略為提高APF運(yùn)行的可靠性和安全性具有重要意義。目前采用的APF容錯方法,大多是使用逆器多度冗余方法,在故障后將冗余逆變器投切到系統(tǒng)中繼續(xù)使用。該方法設(shè)備體積大,且成本較高。本文在分析三相六開關(guān)并聯(lián)型APF的基本原理的基礎(chǔ)上,引出了基于開關(guān)冗余的容錯型三相四開關(guān)拓?fù)?該容錯拓?fù)錈o需配備多余器件,因此設(shè)備體積小,成本低,適用范圍較廣。本文研究和分析了三相四開關(guān)容錯拓?fù)滢D(zhuǎn)換過程；對三相四開關(guān)APF進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的建立,并對三相四開關(guān)APF數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,將其從abc靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到了dq坐標(biāo)系,得到了三相四開關(guān)APF dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,為三相四開關(guān)APF控制策略的研究打下了理論基礎(chǔ)�？焖俣鴾�(zhǔn)確的故障診斷是APF實(shí)現(xiàn)容錯運(yùn)行的基本前提。電壓信號作為故障信號具有不受系統(tǒng)和負(fù)載影響的優(yōu)點(diǎn),可靠性較。本文在對不同情況下APF單相橋臂故障進(jìn)行電壓分析的基礎(chǔ)上,采用了一種基于下管電壓檢測的故障診斷方法；分析了由開關(guān)延時(shí)造成的誤診斷原理,提出了一種誤診斷消除辦法,并利用Matlab-Simulink搭建了仿真平臺,驗(yàn)證了APF單相故障診斷方法的可行性。分析并對比了三相四開關(guān)APF直接電流控制策略和諧波電流控制策略,采用了一種在dq坐標(biāo)系下的直接電流控制方法；在直流母線電壓控制方面,分析并設(shè)計(jì)了模糊PI調(diào)節(jié)器；對于直流母線電容電壓偏差問題,采用了一種前饋補(bǔ)償辦法對其進(jìn)行補(bǔ)償,并對其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,仿真驗(yàn)證了該控制方法的正確性。為保證容錯型APF在故障前后運(yùn)行的性能,本文對APF電路關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了估算,最后利用Matlab-Simulink搭建了仿真平臺,驗(yàn)證了容錯型APF在故障前后都具有良好的動靜態(tài)補(bǔ)償性能。
【關(guān)鍵詞】：有源電力濾波器 三相四開關(guān) 故障診斷 電流控制 電壓前饋控制
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM761;TN713.8
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 APF的研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 APF的結(jié)構(gòu)類型14-15
• 1.2.2 并聯(lián)型APF指令電流計(jì)算方法15-16
• 1.2.3 并聯(lián)型APF的電流跟蹤控制方法16-18
• 1.3 逆變器故障診斷及容錯方案研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3.1 逆變器故障診斷方法研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.2 逆變器的容錯方案研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 三相四開關(guān)APF拓?fù)浞治雠c數(shù)學(xué)模型23-32
• 2.1 并聯(lián)型APF工作原理及其容錯拓?fù)浞治?/span>23-26
• 2.1.1 三相六開關(guān)APF工作原理23-24
• 2.1.2 基于開關(guān)冗余的三相四開關(guān)APF容錯拓?fù)?/span>24-26
• 2.2 三相四開關(guān)APF拓?fù)浞治黾敖?/span>26-28
• 2.3 三相四開關(guān)APF在dq坐標(biāo)系下的模型28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 容錯型APF故障診斷方法32-46
• 3.1 APF單橋臂開路故障分析32-39
• 3.1.1 上管開路故障32-36
• 3.1.2 下管開路故障36-38
• 3.1.3 上下管同時(shí)開路電壓分析38-39
• 3.2 基于下管電壓檢測的APF故障診斷方法39-40
• 3.3 開關(guān)過程對故障診斷的影響40-41
• 3.4 仿真驗(yàn)證41-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 容錯型三相四開關(guān)APF控制策略46-58
• 4.1 容錯型三相四開關(guān)APF電流控制方法46-51
• 4.1.1 直接電流控制策略46-48
• 4.1.2 dq坐標(biāo)系下的三相四開關(guān)APF電流控制方法48-49
• 4.1.3 電流控制方法的仿真驗(yàn)證49-51
• 4.2 容錯型三相四開關(guān)直流側(cè)電壓控制方法51-54
• 4.3 直流母線串聯(lián)電容中點(diǎn)電壓偏移補(bǔ)償辦法54-55
• 4.4 仿真驗(yàn)證55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 容錯型三相四開關(guān)APF關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算及仿真驗(yàn)證58-66
• 5.1 容錯型APF關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算58-60
• 5.1.1 輸出濾波電感設(shè)計(jì)58-59
• 5.1.2 直流母線電容計(jì)算59-60
• 5.2 容錯型APF仿真結(jié)果及分析60-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 致謝74-75
• 附件75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王偉;周林;徐明;;有源電力濾波器控制方法綜述[J];繼電器;2006年20期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 譚興國;微電網(wǎng)復(fù)合儲能柔性控制技術(shù)與容量優(yōu)化配置[D];山東大學(xué);2014年

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本文編號：923560