本文選題：電力有源濾波器 + 瞬時無功功率　； 參考：《遼寧工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：當今龐大的電力電子裝置在各個領域中的應用,為電網帶來了嚴重的諧波污染問題。電力有源濾波器作為一種新型的主動式的諧波和無功電流補償裝置,對電網的諧波治理和無功補償起到了良好的作用。本文設計出一種諧波檢測速度快、諧波補償精度高的電力有源濾波器,能有效的解決電網諧波污染問題。論文首先論述了課題的研究背景及意義,分析了APF的研究現狀。深入的探究了電力有源濾波器的結構和工作原理,針對瞬時無功功率理論的諧波檢測算法搭建了Simulink仿真模型,從仿真結果得出傳統(tǒng)的諧波檢測方法存在較大的時延問題,且電流控制不能實現無靜差快速跟蹤。為了提高電力有源濾波器的諧波檢測速度和電流補償精度,在指令電流運算部分研究設計了基于變步長的LMS低通濾波器,以提高諧波檢測的響應速度;在補償電流發(fā)生部分采用重復控制和PI控制相結合的方法實現對補償電流的復合控制,提高APF的補償精度。搭建了完整的APF仿真模型,驗證了研究方法的可行性。最后,對電力有源濾波器的軟硬件進行了研究設計。在電力有源濾波器低通濾波器的研究過程中,本文采用逐步深入的研究過程。從傳統(tǒng)的二階Butterworth濾波器到積分濾波器再到定步長的LMS濾波器,最后設計了變步長的LMS低通濾波器,提升了諧波檢測的自適應能力和響應速度。對各種研究方法分別搭建了仿真模型,清晰地對比了各個方法的研究結果。在電流跟蹤控制方面采用復合控制方法,較好的對指令電流實現跟蹤控制,為SVPWM控制的實現,以及直流側電壓控制奠定了堅實的基礎。研究表明:基于瞬時無功功率的變步長的LMS諧波檢測算法,結構簡單明確、響應速度快、自適應能力強,提高了諧波檢測性能;復合電流控制算法實現了對指令電流快速的、無靜差的跟蹤控制;SVPWM算法使得系統(tǒng)的開關頻率固定,一定程度上減小了開關損耗;直流電壓PI控制提高了APF補償系統(tǒng)的穩(wěn)定性。論文所建立的APF滿足了電網諧波和無功電流補償的要求,為進一步的理論和實踐研究提供了理論支撐。
[Abstract]:Nowadays, the application of large power electronic devices in various fields has brought serious harmonic pollution to the power grid. As a new type of active harmonic and reactive current compensation device, active power filter (APF) plays a good role in harmonic control and reactive power compensation. In this paper, a kind of active power filter with high harmonic detection speed and high harmonic compensation accuracy is designed, which can effectively solve the problem of harmonic pollution in power network. Firstly, the paper discusses the research background and significance of the subject, and analyzes the research status of APF. In this paper, the structure and working principle of active power filter (APF) are deeply explored, and the Simulink simulation model is built for the harmonic detection algorithm of instantaneous reactive power theory. From the simulation results, it is concluded that the traditional harmonic detection method has a large delay problem. And the current control can not realize the fast tracking without static error. In order to improve the harmonic detection speed and current compensation accuracy of active power filter (APF), the LMS low-pass filter based on variable step size is designed in the instruction current operation part to improve the response speed of harmonic detection. In the part of compensation current generation, the combination of repetitive control and Pi control is used to realize the compound control of compensation current, and the compensation precision of APF is improved. A complete APF simulation model is built to verify the feasibility of the research method. Finally, the hardware and software of APF are studied and designed. In the research process of low-pass filter of active power filter, this paper adopts step-by-step research process. From the traditional second-order Butterworth filter to the integral filter to the fixed-step LMS filter, the variable step size LMS low-pass filter is designed, which improves the adaptive ability and response speed of harmonic detection. The simulation models of various research methods are built, and the research results of each method are clearly compared. In the aspect of current tracking control, the compound control method is used to realize the command current tracking control, which lays a solid foundation for the realization of SVPWM control and DC side voltage control. The research shows that the LMS harmonic detection algorithm based on instantaneous reactive power with variable step size has simple structure, fast response speed, strong adaptive ability, and improves the harmonic detection performance. The static error free tracking control (SVPWM) algorithm makes the switching frequency of the system fixed and reduces the switching loss to a certain extent, and the DC voltage Pi control improves the stability of the APF compensation system. The APF established in this paper meets the requirements of harmonic and reactive current compensation, and provides theoretical support for further theoretical and practical research.
【學位授予單位】：遼寧工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM761;TN713.8

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本文編號：1938778