本文關(guān)鍵詞：基于諧振技術(shù)的有源電力濾波器控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 有源電力濾波器 諧振控制器 鎖相環(huán) 諧波 無(wú)功電流

【摘要】：近年來(lái),電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用,給公共電網(wǎng)引入了嚴(yán)重的諧波污染和無(wú)功損耗。電網(wǎng)中諧波和無(wú)功電流的出現(xiàn),會(huì)危害到公共電網(wǎng)中其他設(shè)備的正常運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)：Φ诫娋W(wǎng)的安全運(yùn)行。有源電力濾波器(APF)是諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)APF對(duì)諧波電流的高性能補(bǔ)償,本文設(shè)計(jì)了基于諧振(PR)控制技術(shù)的APF,以提升補(bǔ)償精度,降低數(shù)字處理器運(yùn)算量。首先,分析了諧波電流和無(wú)功電流分量的檢測(cè)方法,比較不同檢測(cè)法的優(yōu)劣,選擇基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的ip-iq電流檢測(cè)法檢測(cè)電網(wǎng)諧波和無(wú)功電流。搭建傳統(tǒng)雙閉環(huán)有源電力濾波器,該APF只能準(zhǔn)確補(bǔ)償無(wú)功電流分量,它對(duì)諧波電流分量的補(bǔ)償效果還需要進(jìn)一步改進(jìn)。其次,提出了使用諧振控制技術(shù)的APF控制策略。采用諧振控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于PR控制器可以無(wú)靜差的跟蹤特定頻率的交流信號(hào),在APF控制策略中采用PR控制技術(shù)可有效改善其對(duì)諧波電流的補(bǔ)償性能�？紤]到公共電網(wǎng)中允許存在±0.5Hz的基波頻率波動(dòng),則電網(wǎng)中的n次諧波也將在±0.5n Hz范圍內(nèi)波動(dòng)。為使APF在諧波頻率波動(dòng)較大的情況下仍能維持良好的補(bǔ)償效果,引入了頻率自適應(yīng)PR控制器,以實(shí)現(xiàn)APF對(duì)頻率波動(dòng)的高適應(yīng)性。并主要針對(duì)頻率自適應(yīng)PR控制器在工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高性能控制的三大難點(diǎn)問(wèn)題—參數(shù)整定、相位補(bǔ)償以及控制器離散化,著重進(jìn)行了研究分析,實(shí)現(xiàn)了在工程實(shí)際應(yīng)用中APF的高性能諧波補(bǔ)償。再次,使用諧振式鎖相環(huán),以準(zhǔn)確獲取電網(wǎng)電壓基波頻率。為了使頻率自適應(yīng)PR控制器發(fā)揮其應(yīng)有性能,必須要準(zhǔn)確獲取作為其輸入量的電網(wǎng)電壓基波頻率,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波分量的無(wú)靜差補(bǔ)償。在公共電網(wǎng)電壓非理想正弦波形時(shí),為了準(zhǔn)確提取電網(wǎng)電壓基波分量,構(gòu)建諧振式PLL,通過(guò)引入多頻諧振補(bǔ)償器,可將基波分量和負(fù)序、諧波分量分離并分別進(jìn)行無(wú)靜差跟蹤,從而準(zhǔn)確獲得公共電網(wǎng)中的基波頻率。最后,搭建以DSP TMS320F28335為控制核心的有源電力濾波器硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并對(duì)系統(tǒng)軟、硬件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上驗(yàn)證采用PR控制的APF對(duì)無(wú)功和諧波電流補(bǔ)償?shù)目尚行?以及諧振式鎖相環(huán)鎖相的正確性。
【關(guān)鍵詞】：有源電力濾波器 諧振控制器 鎖相環(huán) 諧波 無(wú)功電流
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM761;TN713.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 有源電力濾波器研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 APF的發(fā)展歷史10-11
• 1.2.2 APF的分類(lèi)11-13
• 1.2.3 APF的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 數(shù)字鎖相環(huán)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第2章APF的電流檢測(cè)及建模分析16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 并聯(lián)型APF的基本原理16-17
• 2.3 諧波和無(wú)功電流的檢測(cè)方法17-21
• 2.3.1 基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的p-q電流檢測(cè)法18-19
• 2.3.2 基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的ip-iq電流檢測(cè)法19-20
• 2.3.3 并聯(lián)型APF指令電流的生成20-21
• 2.4 三相三線APF數(shù)學(xué)模型及控制策略21-28
• 2.4.1 單相APF的數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.4.2 三相APF的數(shù)學(xué)模型和穩(wěn)定性分析23-26
• 2.4.3 并聯(lián)型APF控制策略及仿真26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 采用PR技術(shù)的APF控制策略研究29-45
• 3.1 引言29
• 3.2 諧振式控制器的典型表達(dá)與基本特性29-34
• 3.2.1 PR控制器29-31
• 3.2.2 頻率自適應(yīng)PR控制器31-32
• 3.2.3 APF中諧振控制策略的研究32-34
• 3.3 諧振控制器關(guān)鍵技術(shù)研究34-42
• 3.3.1 諧振控制器的參數(shù)設(shè)計(jì)34-36
• 3.3.2 諧振控制器的相位補(bǔ)償36-38
• 3.3.3 諧振控制器的離散化38-40
• 3.3.4 采用6倍頻PR控制器的APF的仿真分析40-42
• 3.4 采用并聯(lián)型PR控制器的APF42-44
• 3.4.1 并聯(lián)型PR控制器的設(shè)計(jì)42-43
• 3.4.2 采用并聯(lián)型PR控制器的APF的仿真分析43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 諧振式PLL鎖相技術(shù)的研究45-53
• 4.1 引言45
• 4.2 諧振式SRF-PLL的工作原理45-49
• 4.3 諧振式SRF-PLL的仿真研究49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 三相APF補(bǔ)償系統(tǒng)及其實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)總體方案53-56
• 5.2.1 APF補(bǔ)償系統(tǒng)硬件參數(shù)設(shè)計(jì)54-55
• 5.2.2 APF控制部分相關(guān)電路設(shè)計(jì)55-56
• 5.3 APF電流控制策略的軟件設(shè)計(jì)56-58
• 5.4 主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析58-62
• 5.4.1 諧振式PLL的實(shí)驗(yàn)結(jié)果58-59
• 5.4.2 采用PR控制器的APF的實(shí)驗(yàn)結(jié)果59-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果69-71
• 致謝71

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：969768