【摘要】：隨著電力電子和半導體技術(shù)的發(fā)展,各種非線性設(shè)備大量使用,導致電能質(zhì)量惡化,給輸電、配電等環(huán)節(jié)造成了不可估量的損失。有源電力濾波器具有諧波實時跟蹤補償、動態(tài)性能好、補償精度高等優(yōu)點,受到了廣泛的研究和關(guān)注。本文主要對并聯(lián)型有源電力濾波器進行研究,在諧波電流檢測環(huán)節(jié)采用傳統(tǒng)的瞬時無功功率理論下的ip-iq算法,由于該方法對諧波電流的跟蹤性能好,成為有源電力濾波器中主要的檢測諧波電流的手段,文中對影響ip-iq算法精度的兩個重要的環(huán)節(jié)鎖相環(huán)和數(shù)字低通濾波器進行了設(shè)計,通過對多種濾波器的性能比較,選出在精度和響應(yīng)速度最優(yōu)的濾波器。對有源電力濾波器補償存在滯后的問題,文中采用預測控制方法對補償電流進行預測控制,較傳統(tǒng)的單步預測,不能完全消除補償延時,采用的是提前兩拍預測方法,不僅可以消除電流器動作時間滯后,還可以消除檢測滯后的問題,提出了拉格朗日外插值預測和改進重復控制預測方法。對直流側(cè)電容電壓穩(wěn)定控制,啟動時為了防止沖擊電流過大,對電容及變流器主電路造成損壞,采用軟啟動的方式對直流側(cè)電容充電；在補償時為了保證直流側(cè)電容電壓的穩(wěn)定,采用PI控制器調(diào)節(jié)直流側(cè)電容電壓的穩(wěn)定。同時為了監(jiān)測有源電力濾波器是否可以完全補償電網(wǎng)諧波、檢測有源電力濾波器是否正常運行,實現(xiàn)對有源電力濾波器的遠程監(jiān)管、安全維護等。本文采用有源電力濾波器和高精度諧波檢測結(jié)合的方法,在高精度諧波分析中針對FFT存在的存在的問題,采用一種加Kaiser窗雙譜線插值的FFT算法,并對插值函數(shù)結(jié)構(gòu)復雜難于求解的問題,提出一種三次樣條插值擬合插值函數(shù)的方法,提高分析精度。最后在MATLAB/Simulink進行建模和仿真,包括諧波檢測部分、預測控制部分、直流側(cè)PI控制部分,分別在負載穩(wěn)定和負載突變的情形下驗證了本文中使用的各種控制方法的正確性。
[Abstract]:With the development of power electronics and semiconductor technology, a large number of non-linear devices are used, which leads to the deterioration of power quality, resulting in inestimable losses to transmission, distribution and other links. Active power filter (APF), which has the advantages of harmonic real-time tracking compensation, good dynamic performance and high compensation precision, has been widely studied and paid attention to. In this paper, the parallel active power filter (APF) is mainly studied. The ip-iq algorithm based on the traditional instantaneous reactive power theory is used in harmonic current detection, because this method has good tracking performance for harmonic current. As the main means of detecting harmonic current in active power filter, this paper designs two important links of phase-locked loop and digital low-pass filter which affect the precision of ip-iq algorithm, and compares the performance of various filters. The filter with optimal precision and response speed is selected. In this paper, the predictive control method is used to control the compensation current. Compared with the traditional single-step prediction, the compensation delay can not be completely eliminated, and the two-beat prediction method is adopted in advance. It can not only eliminate the time lag of current operation, but also eliminate the problem of detection delay. A new prediction method based on Lagrangian external interpolation and improved repetitive control prediction is proposed in this paper. In order to control the voltage stability of the capacitor on the DC side, in order to prevent the impact current from being too large and to damage the main circuit of the capacitor and the converter, the DC side capacitor is charged by soft start method. In order to ensure the stability of DC side capacitor voltage, PI controller is used to adjust the DC side capacitor voltage stability. At the same time, in order to monitor whether the active power filter can fully compensate the harmonics of the power grid, detect whether the active power filter is running normally, realize the remote supervision and security maintenance of the active power filter. In this paper, an active power filter (APF) combined with high-precision harmonic detection is used to solve the problem of FFT, and a FFT algorithm with Kaiser window bispectral line interpolation is used to solve the problems in high-precision harmonic analysis. In order to improve the analytical accuracy, a cubic spline interpolation method is proposed to fit the interpolation function, which is difficult to be solved by the complex structure of the interpolation function. Finally, modeling and simulation in MATLAB/Simulink, including harmonic detection part, predictive control part, DC side PI control part, respectively in the case of load stability and load mutation to verify the correctness of the various control methods used in this paper.
【學位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN713.8

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本文編號：2443690