本文選題：有源電力濾波器 + 三相四開關　； 參考：《大連理工大學》2015年碩士論文

【摘要】：隨著電力電子技術及其應用的迅猛發(fā)展,大量諧波電流和無功功率被注入到電力系統(tǒng)中,嚴重影響到電網(wǎng)運行質量。有源電力濾波器(Active Power Filter, APF)是一種動態(tài)治理諧波電流和補償無功功率的裝置,由于APF中電力電子開關器件本身的脆弱性,容易發(fā)生短路和斷路故障等問題,影響了其自身的可靠性。APF容錯控制是通過重構拓撲結構和控制算法,使系統(tǒng)在故障后仍能在一定的性能指標范圍內(nèi)正常運行；本文針對APF三相四開關拓撲結構的有效控制展開工作。闡述了三相六開關APF重構為三相四開關APF的容錯策略,建立了三相四開關APF在d-q旋轉坐標系下的數(shù)學模型,采用多輸入-多輸出(Multi-Input Multi-Output, MIMO)反饋線性化算法對系統(tǒng)的非線性模型進行精確線性化,推導出控制輸入的微分同胚變換矩陣,實現(xiàn)了三相四開關APF有功電流和無功電流的解耦控制,在此基礎上采用線性控制方法設計了控制器,實現(xiàn)了指令電流的零穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤。提出了一種三相四開關空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)優(yōu)化算法,論述了三相四開關APF直流側中點電位必然存在波動的原因,詳細分析了四個基本空間電壓矢量的變化情況,提出了一種三相四開關SVPWM算法中扇區(qū)判定和占空比計算方法,有效提高了合成指令電壓的準確性。提出了一種電容均壓控制方法,保證了在電容參數(shù)變化時兩個串聯(lián)電容電壓的均衡。本文設計并搭建了容量為1kVA的低壓三相四開關APF實物實驗平臺,探討了三相四開關APF的產(chǎn)品設計和實現(xiàn)方法；仿真實驗和實物實驗證明了本文所提出的控制方法和調(diào)制算法的正確性和有效性。
[Abstract]:With the rapid development of power electronics technology and its application, a large number of harmonic current and reactive power are injected into the power system, which seriously affects the quality of power network operation. Active Power Filter, APF) (active Power filter) is a kind of device for dynamically controlling harmonic current and compensating reactive power. Because of the fragility of power electronic switch device in APF, short circuit and open circuit fault are easy to occur. The reliability of APF fault-tolerant control is affected by reconstructing the topology and control algorithm to make the system run normally in a certain range of performance index after failure. This paper focuses on the effective control of APF three-phase four-switch topology. The fault-tolerant strategy of reconstructing three-phase six-switch APF into three-phase four-switch APF is described, and the mathematical model of three-phase four-switch APF in d-q rotating coordinate system is established. Multi-Input Multi-Output feedback linearization algorithm is used to linearize the nonlinear model of the system, and the differential homeomorphism transformation matrix is derived. The decoupling control of three-phase four-switch APF active current and reactive current is realized. On the basis of this, the controller is designed by linear control method, and the zero steady error tracking of instruction current is realized. An optimization algorithm of three-phase four-switch space vector pulse width modulation (SVPWM) is proposed. The reason of the fluctuation of the midpoint potential at the DC side of three-phase four-switch APF is discussed, and the variation of four basic space voltage vectors is analyzed in detail. A method of sector determination and duty cycle calculation in three-phase four-switch SVPWM algorithm is proposed, which effectively improves the accuracy of synthetic instruction voltage. A capacitor voltage equalizing control method is proposed to ensure the voltage equalization of the two series capacitors when the capacitance parameters change. In this paper, a low voltage three-phase four-switch APF experiment platform with capacity of 1kVA is designed and built, and the product design and realization method of three-phase four-switch APF are discussed. Simulation and real-object experiments prove the correctness and effectiveness of the proposed control method and modulation algorithm.
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN713.8;TM761

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本文編號：1894016