【摘要】：目前在有源電力濾波器方面研究較多的是三相三線及三相四線的有源電力濾波器，而對單相有源電力濾波器的研究較少，但單相電力電子設(shè)備的使用量也非常大，對電網(wǎng)造成的諧波污染也非常嚴(yán)重，且單相有源電力濾波器的諧波電流檢測與控制及直流側(cè)電壓控制等均有其特定問題。無源濾波器可以對指定次諧波進行濾波，而無功補償器可以提高功率因數(shù)，若結(jié)合兩者的長處不僅可以降低單相有源電力濾波器的容量，且可簡化單相有源電力濾波器以提高性價比，故研究混合式單相有源電力濾波器有著重要的實際意義。本文探討一種新型的諧波電流檢測與控制方案并制作新型混合式單相有源電力濾波器實驗裝置進行實驗研究。 首先，本文對混合式有源電力濾波器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)進行了綜述，在此基礎(chǔ)上，針對新型混合式單相有源電力濾波器，提出了加窗快速傅里葉變換法的諧波電流檢測方案、PI控制與重復(fù)控制結(jié)合的諧波補償控制方案，確定了系統(tǒng)的總體方案與功能，并制定了研究思路。 其次，確定了新型混合式單相有源電力濾波器的總體結(jié)構(gòu)。根據(jù)單相系統(tǒng)的特殊性及對常用諧波電流檢測法的分析，提出了應(yīng)用加窗快速傅里葉變換的諧波電流檢測法，及采用PI控制與重復(fù)控制相結(jié)合的綜合控制方法。利用MATLAB仿真，對比了加窗快速傅里葉變換法與目前應(yīng)用較多的三相瞬時無功功率諧波檢測法在單相有源電力濾波器上的諧波測控效果，結(jié)果表明本文所用檢測方法具有檢測更準(zhǔn)確、應(yīng)用更容易的優(yōu)點。進而，本文對新型混合式單相有源電力濾波器進行測控綜合仿真，結(jié)果表明采用綜合控制方法后，提高了諧波補償效果。 然后，對新型混合式單相有源電力濾波器進行了軟、硬件設(shè)計，并以單相有源電力濾波器為主，以無源濾波器和無功補償器為輔。硬件部分選擇了以STM32F103ZET6芯片為測控核心，設(shè)計了系統(tǒng)控制電路與驅(qū)動電路，軟件部分完成了加窗快速傅里葉變換法、PI控制法和重復(fù)控制法等新型測控方法程序的實現(xiàn)，并移植了uC/OS-II實時操作系統(tǒng)，實現(xiàn)多任務(wù)操作。 最后，搭建了新型混合式單相有源電力濾波器實驗裝置，進行了基于加窗快速傅里葉變換法的諧波電流檢測、PI控制和重復(fù)控制相結(jié)合的諧波電流測控實驗，初步驗證了本文所用測控方案的可行性。
【圖文】：

主電路諧波電流檢測驅(qū)動電路諧波電流補償調(diào)節(jié)APF圖 1.1 有源電力濾波器的基本原理結(jié)構(gòu)框圖1.2.1 有源電力濾波器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀有源電力濾波器誕生于 1969 年，當(dāng)時 J.F.Marsh 和 B.M.Bird 在他們發(fā)表的論文中闡述了一個觀點，就是通過向電網(wǎng)中補償進 150Hz 的諧波電流來使得電網(wǎng)中諧波電流成分減少，進而改善電網(wǎng)質(zhì)量的新方法，這為有源電力濾波器的發(fā)展奠定了思想基礎(chǔ)。隨即在 70 年代，， T.Machida 等人發(fā)表論文，第一次對有源電力濾波器整個運行的基本原理進行了完整解釋。70 年代后期，電力電子技術(shù)進步迅猛，有人便提出在有源電力濾波器中使用大功率可控開關(guān)管的新技術(shù)，并定義了有源電力濾波器的概念，介紹了其主電路的基本控制方法及使用的基本結(jié)構(gòu)。80 年代，隨著赤木泰文?

際需求對核心部件進行了預(yù)選型。2.1 系統(tǒng)總體方案與功能本文設(shè)計的新型混合式單相有源電力濾波器，其主要功能是在單相 220VAC電條件下，將非線性用電負載產(chǎn)生的諧波電流進行有源濾波、無源濾波，濾波圍為 2-20 次，且可對特定諧波次數(shù)進行濾波，并通過無功補償器進行無功補，最終使諧波電流得到濾除，以使電網(wǎng)側(cè)的諧波畸變率達到規(guī)定要求，并提升網(wǎng)供電質(zhì)量�？傮w技術(shù)方案是：無源濾波器通過諧振原理將非線性用電負載產(chǎn)生的 3、5諧波電流濾除，從而減小單相有源電力濾波器的容量；而單相有源電力濾波器過檢測出經(jīng)無源濾波后的諧波電流信號，然后將與之大小相同、相位相反的諧補償信號發(fā)送給補償器，進而產(chǎn)生諧波補償電流注入電網(wǎng)，使電網(wǎng)側(cè)電流諧波變率大大降低，從而得到滿意的諧波電流補償效果；無功補償器通過對功率因的檢測來投切電容，進而提升電網(wǎng)供電質(zhì)量。本文的系統(tǒng)基本組成原理框圖如圖 2.1 所示：L sinωtsise'LiLi1CTPT 2CT
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN713;TM761

【參考文獻】

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本文編號：2549966