【摘要】：隨著電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用,電力系統(tǒng)中的諧波問題日益嚴(yán)重,混合有源濾波器(HAPF)能較好實(shí)現(xiàn)諧波電流的實(shí)時(shí)跟蹤和動(dòng)態(tài)治理,同時(shí)具有無源濾波器(PF)造價(jià)低和有源濾波器(APF)性能好的優(yōu)點(diǎn)。研究混合有源濾波器控制策略,保證濾波效果的同時(shí),充分發(fā)揮有源濾波器和無源濾波器各自的優(yōu)勢,具有十分重要的意義。分析了混合有源濾波器的四種主要拓?fù)?其中APF和PF電感并聯(lián)結(jié)構(gòu)混合有源濾波器具有良好的拓?fù)鋬?yōu)勢,綜合性能較優(yōu)。對該結(jié)構(gòu)混合有源濾波器已有的比例控制、有源調(diào)諧控制、廣義積分控制和廣義PI控制四種控制策略進(jìn)行了分析,并提出了基于輸出電壓校正的控制策略,該方法具有控制穩(wěn)定、諧波濾除率高、受背景諧波影響小和參數(shù)選擇簡單的優(yōu)點(diǎn),克服了已有控制策略的不足。為了對APF輸出各次諧波電流的有效值進(jìn)行控制,在基于電壓校正的控制策略基礎(chǔ)上,提出了基于輸出電流校正的控制策略,在控制中加入了APF輸出電流的控制環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)對APF輸出各次諧波電流有效值的有效控制。為了減小APF輸出的基波電流,提出了一種基于功率控制的直流側(cè)電壓控制方法,在APF吸收相同基波有功功率的情況下,使APF輸出的基波電流最小,進(jìn)一步降低了APF容量。根據(jù)所提出諧波控制方法和直流側(cè)電壓控制方法中APF輸出電壓參考值的計(jì)算特點(diǎn),選擇滑窗DFT方法作為系統(tǒng)剩余諧波電流和基波電壓的檢測方法,在此基礎(chǔ)上給出了三角運(yùn)算和迭代運(yùn)算兩種計(jì)算APF輸出電壓參考值的具體方法,通過仿真驗(yàn)證了上述方法的有效性。分析了APF與PF電感并聯(lián)結(jié)構(gòu)混合有源濾波器在大容量場合單獨(dú)投運(yùn)時(shí),5次諧波短時(shí)放大和直流側(cè)電壓難以控制的問題,提出了與5次無源濾波器聯(lián)合投運(yùn)的解決方案,指出適當(dāng)提高無源濾波器的品質(zhì)因數(shù)能夠減小APF的基波電流；仿真結(jié)果表明,與較小容量的5次無源濾波器聯(lián)合投運(yùn)就能夠有效減小5次諧波短時(shí)放大、實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定控制,適當(dāng)提高無源濾波器的品質(zhì)因數(shù)能夠有效減小APF的基波電流。
[Abstract]:With the wide application of power electronic equipment, the harmonic problem in power system is becoming more and more serious. The hybrid active power filter (HAPF) can realize the real-time tracking and dynamic treatment of harmonic current. At the same time, it has the advantages of low cost of passive filter (PF) and good (APF) performance of active filter. It is of great significance to study the control strategy of hybrid active power filter (HAPF) to ensure the filtering effect and to give full play to the advantages of APF and passive filter. Four main topologies of hybrid active power filter (HAPF) are analyzed. Among them, APF and PF inductors with shunt structure have good topology advantages and better comprehensive performance. The existing control strategies of the hybrid active power filter (HAPF), such as proportional control, active tuning control, generalized integral control and generalized Pi control, are analyzed, and a control strategy based on output voltage correction is proposed. This method has the advantages of stable control, high harmonic filtering efficiency, little influence by background harmonics and simple parameter selection, which overcomes the shortcomings of existing control strategies. In order to control the effective value of APF output harmonic current, based on the control strategy based on voltage correction, the control strategy based on output current correction is put forward, and the control link of APF output current is added to the control. The effective value of APF output harmonic current is controlled effectively. In order to reduce the fundamental current output from APF, a DC side voltage control method based on power control is proposed. Under the condition that APF absorbs the same fundamental active power, the fundamental current output of APF is minimized and the APF capacity is further reduced. According to the calculation characteristics of the APF output voltage reference value in the proposed harmonic control method and DC side voltage control method, the sliding window DFT method is chosen as the detection method of the residual harmonic current and the fundamental voltage of the system. On this basis, two specific methods of calculating the output voltage reference value of APF are given, which are triangulation and iterative operation, and the effectiveness of the above method is verified by simulation. In this paper, the problems of APF and PF inductor shunt hybrid active power filter (HAPF) are analyzed, and the problems of short time harmonic amplification and DC side voltage control are analyzed, and the solution of combined operation with 5 times passive filter is put forward. It is pointed out that the fundamental current of APF can be reduced by properly increasing the quality factor of the passive filter, and the simulation results show that the combined operation with the 5 order passive filter with smaller capacity can effectively reduce the 5 th harmonic short time amplification and realize the stable control of the voltage. Improving the quality factor of the passive filter can effectively reduce the fundamental current of APF.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN713.8;TM761

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本文編號(hào)：2171375