隨著電力電子行業(yè)的快速發(fā)展,大功率且具有非線性、沖擊性和不對稱性的負(fù)荷大量接入帶來了嚴(yán)重的諧波干擾,危及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。有源電力濾波器是一種能夠動態(tài)補償諧波和無功的新型電力電子裝置,可對用戶或是電網(wǎng)中的諧波進行實時補償,具有響應(yīng)速度快、連續(xù)實時補償?shù)奶攸c,因此廣受關(guān)注,并出現(xiàn)了眾多的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方案。本文針對LCL型三電平有源電力濾波器分析了三電平電路固有的電容電壓不平衡問題并給出變比例因子的一種控制方法,有效地抑制了電容電壓的不平衡；LCL濾波器的諧振尖峰會導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定,針對該問題,本文分析6種不同的無源阻尼技術(shù),并對比各自優(yōu)缺點和其應(yīng)用價值；基于控制框圖等效變換,推導(dǎo)出電容電流比例反饋阻尼方案,從控制上模擬一個虛擬電阻,進而實現(xiàn)與實際電阻相同的控制效果。為將電容電流反饋技術(shù)應(yīng)用數(shù)字控制系統(tǒng)之中,本文對數(shù)字控制延時影響給LCL濾波器電容電流有源阻尼控制進行了詳細(xì)分析,通過推導(dǎo)其在離散域的環(huán)路增益,最終給出了數(shù)字控制下保證系統(tǒng)穩(wěn)定的電流反饋系數(shù)的約束條件；最后基于對頻域的傅里葉諧波檢測算法(Discrete Fourier Transform, FFT)與滑窗迭代傅里葉諧波檢測算法(Recursive Discrete Fourier Transform, RDFT)的諧波檢測理的研究,提出一種新的基于空間矢量滑窗迭代傅里葉諧波檢測算法(Space-Vector Discrete Fourier Transform, SVFT),該算法利用正交矢量消除傳統(tǒng)RDFT算法中的時變乘法因子,在較少的運算量的前提下可快速準(zhǔn)確地提取指定次諧波分量。最終設(shè)計一臺100A/400V三電平有源電力濾波器樣機,采用基于TMX320F28377D雙核控制芯片的全數(shù)字控制器,對本文提出的數(shù)學(xué)模型和相關(guān)理論進行實驗驗證。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TM761;TN713.8
【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 諧波的產(chǎn)生與危害
    1.3 有源電力濾波器的基本原理
    1.4 選題依據(jù)及本文的主要研究內(nèi)容
    1.5 本論文的研究內(nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
2 LCL型三電平有源電力濾波器模型及其控制策略
    2.1 三電平有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型
    2.2 三電平有源電力濾波器的空間矢量控制技術(shù)
    2.3 三電平有源濾波器直流側(cè)中點電壓平衡
    2.4 三電平SVPWM及中點電壓平衡控制策略仿真驗證
    2.5 本章小結(jié)
3 抑制LCL濾波器諧振尖峰的阻尼技術(shù)
    3.1 諧振尖峰問題
    3.2 基本無源阻尼技術(shù)
    3.3 LCL的有源阻尼技術(shù)
    3.4 混合坐標(biāo)系下電容電流反饋的實現(xiàn)
    3.5 本章小結(jié)
4 數(shù)字控制LCL電容電流反饋有源阻尼設(shè)計
    4.1 控制延時的機理
    4.2 控制延時下的電容電流反饋有源阻尼和其環(huán)路增益特性
    4.3 系統(tǒng)環(huán)路增益的離散域表達式及穩(wěn)定約束條件
    4.4 電容電流反饋閉環(huán)穩(wěn)定約束條件仿真實驗驗證
    4.5 本章小結(jié)
5 基于SVFT的基波與諧波檢測方法的研究
    5.1 基于瞬時無功理論的諧波檢測
    5.2 基于傅里葉分析的諧波檢測
    5.3 基于空間矢量迭代傅里葉諧波檢測法
    5.4 基于SVFT諧波檢測仿真驗證
    5.5 本章小結(jié)
6 三電平有源電力濾波器樣機與實驗
    6.1 實驗平臺系統(tǒng)主電路參數(shù)設(shè)計及器件選擇
    6.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
    6.3 實驗及結(jié)論
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 本文工作總結(jié)
    7.2 未來展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集

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本文編號：2889299