發(fā)布時間：2018-02-26 11:39

  本文關鍵詞： 有源電力濾波器 級聯(lián)三相橋變換器 載波相移PWM技術 直流側電容電壓控制　出處：《重慶大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：各種非線性負載的使用給電網(wǎng)注入了大量的諧波和無功,造成電能質量下降,影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,對諧波和無功的治理已經成了刻不容緩的事情。有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)可動態(tài)抑制諧波和補償無功,與傳統(tǒng)的無源濾波器相比,具有響應快,易控制,且不會與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振等優(yōu)點,已成為治理諧波和無功污染的重要手段。隨著電網(wǎng)容量的不斷提高,對APF的要求也越來越高,特別是在一些大功率場合,傳統(tǒng)的APF受制于開關器件耐壓等級與開關頻率的限制,已經不能滿足要求,多電平APF的提出能很好地解決這一矛盾。目前應用最廣泛的多電平APF是級聯(lián)H橋APF,但用于三相系統(tǒng)時需要經過三角形或者星形連接。本文研究的級聯(lián)三相橋型APF可以直接應用于三相高壓大功率場合,且易于模塊化設計,在大功率電能質量研究領域中具有很好的應用前景。載波相移PWM(Carrier Phase-Shifted PWM,CPS-PWM)技術結合了正弦脈寬調制技術與多重化技術的優(yōu)點,具有諧波特性良好和開關負荷均衡等優(yōu)點,已成為多電平變換器最優(yōu)的調制策略。本文將CPS-PWM技術應用在級聯(lián)三相橋型APF中,使之具有了級聯(lián)三相橋變換器和CPS-PWM技術的優(yōu)點,從而可以獲得較高的輸出電壓等級和良好的諧波特性。級聯(lián)三相橋APF直流側有多個電容,直流側電容電壓的穩(wěn)定和均壓在很大程度上決定了整個系統(tǒng)補償性能的優(yōu)劣。通過對級聯(lián)三相橋變換器的電量關系的分析,發(fā)現(xiàn)其每個子模塊傳輸?shù)乃矔r功率是波動的,這將給APF直流側電容電壓保持恒定均壓帶來不便。所以本文根據(jù)級聯(lián)三相橋型APF的特點,并結合傳統(tǒng)三相橋APF和級聯(lián)H橋APF的控制方式,經過改進得到了兩種直流側電容電壓的控制方式,分別稱為方式一和方式二。最后,采用基于瞬時無功功率理論的ip-iq檢測法,在matlab/simulink中搭建二級級聯(lián)三相橋型APF仿真模型,對兩種控制方式下系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能進行仿真分析。仿真結果表明,在這兩種控制方式下,直流側電容電壓實現(xiàn)了恒定均壓,且整個系統(tǒng)有良好的靜態(tài)和動態(tài)補償效果,其中在方式一控制下補償后的電流總諧波畸變率(Total Harmonic Distortion,THD)比采用方式二時小,但方式一的控制方式比方式二復雜。
[Abstract]:The use of various nonlinear loads has injected a large number of harmonics and reactive power into the power network, resulting in a decline in power quality, which affects the safe and stable operation of the power system. The treatment of harmonic and reactive power has become an urgent task. Active Power filter can dynamically suppress harmonics and compensate reactive power. Compared with traditional passive filter, it has fast response and easy control. It has become an important means to control harmonic and reactive power pollution. With the continuous improvement of power network capacity, the demand for APF is becoming higher and higher, especially in some high-power occasions. The traditional APF is limited by the voltage level and the switching frequency of the switch device, so it can not meet the requirements. The multilevel APF can solve this contradiction well. The most widely used multilevel APF is cascaded H-bridge APF, but it needs triangle or star connection when it is used in three-phase system. The cascaded three-phase bridge APF is studied in this paper. It can be directly used in three-phase high-voltage and high-power occasions. It is easy to modularize design and has a good application prospect in the field of high-power power quality research. The carrier phase-shifted PWM(Carrier Phase-Shifted PWM / CPS-PWMM technology combines the advantages of sinusoidal pulse width modulation technology and multiplex technology. With the advantages of good harmonic characteristics and switching load equalization, it has become the optimal modulation strategy for multilevel converters. In this paper, CPS-PWM technology is applied to cascaded three-phase bridge APF, which has the advantages of cascaded three-phase bridge converters and CPS-PWM technologies. Therefore, higher output voltage level and better harmonic characteristics can be obtained. There are several capacitors on the DC side of the cascaded three-phase bridge APF. The stability and voltage equalization of DC capacitor voltage determine the compensation performance of the whole system to a great extent. Through the analysis of the power relationship of the cascaded three-phase bridge converter, it is found that the instantaneous power transmitted by each sub-module is fluctuating. Therefore, according to the characteristics of cascaded three-phase bridge APF and the traditional three-phase bridge APF and cascaded H-bridge APF control mode, Two kinds of DC side capacitive voltage control methods are obtained, which are called mode one and mode two. Finally, a two-stage cascaded three-phase bridge APF simulation model is built in matlab/simulink by using ip-iq detection method based on instantaneous reactive power theory. The static and dynamic performances of the system are simulated and analyzed under the two control modes. The simulation results show that the DC side capacitance voltage achieves constant voltage sharing under these two control modes, and the whole system has a good static and dynamic compensation effect. The total Harmonic distortion rate (THD) compensated by mode one is smaller than that of mode 2, but the control mode of mode 1 is more complex than mode 2.
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM761;TN713.8

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 許其品,許和平;兩種均衡三級電壓源逆變器直流側電容電壓控制方法及其比較[J];電力系統(tǒng)自動化;2001年08期

2 王克武;郭燕;侯運生;;一種改進的直流側電容電壓控制方法[J];信息技術;2010年09期

3 許其品,陳賢明,許和平;引起三級電壓源逆變器直流側電容電壓變化的原因[J];電力系統(tǒng)自動化;2001年07期

4 田銘興;閻宏;趙雨欣;;級聯(lián)H橋SVG直流側電容電壓平衡控制方法[J];電網(wǎng)技術;2013年09期

5 譚智力;朱冬姣;;UPQC直流電壓建立方法及其啟動策略研究[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2012年16期

6 譚智力;朱冬姣;陳堅;;三相四線UPQC直流側電容電壓波動機理及抑制方法[J];電力系統(tǒng)自動化;2010年07期

7 王曉晨;杜超超;;級聯(lián)H橋SVG直流側電容電壓平衡控制[J];合肥工業(yè)大學學報(自然科學版);2014年01期

8 聶子玲;張波濤;孫馳;鞠竹;;級聯(lián)H橋SVG直流側電容電壓的二次諧波計算[J];電工技術學報;2006年04期

9 石峰;查曉明;陳允平;;考慮時滯的APF直流側電容電壓波動規(guī)律分析[J];電力電子技術;2008年06期

10 陳眾,徐國禹,顏偉,王官潔;UPFC直流側電容電壓弱控制策略研究[J];電工技術學報;2004年01期

相關會議論文 前1條

1 崔志強;盛光忠;郭貴蓮;;模糊-PI雙�？刂破髟诓⒙�(lián)型有源濾波器直流側電容電壓控制中的研究[A];第二十二屆中國控制會議論文集（下）[C];2003年

相關博士學位論文 前1條

1 張國澎;級聯(lián)H橋整流及其直流側電容電壓平衡控制的研究[D];中國礦業(yè)大學(北京);2012年

相關碩士學位論文 前7條

1 王帥;有源電力濾波器直流側電容電壓控制及軟啟動研究[D];蘭州交通大學;2015年

2 何志青;級聯(lián)三相橋型有源電力濾波器的研究[D];重慶大學;2015年

3 謝眾玉;一種改進的三相四開關并聯(lián)型APF的研究[D];中南大學;2013年

4 雷霄;差異化級聯(lián)多電平式復合電流質量控制與檢測方法研究[D];華北電力大學（北京）;2010年

5 房紅娟;級聯(lián)SVG控制策略研究及FPGA控制器設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

6 黃永善;電力機車輔助系統(tǒng)新型直流降壓變換器研究[D];北京交通大學;2015年

7 李圣明;并聯(lián)有源電力濾波器實用關鍵技術的應用研究[D];天津理工大學;2011年

，

本文編號：1537881