本文關(guān)鍵詞：有源電力濾波系統(tǒng)的LCL濾波器研究

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【摘要】：近年隨著電力需求的增加,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜,導(dǎo)致電能質(zhì)量問題日漸突出,諧波問題亟待進(jìn)行綜合治理和補(bǔ)償。有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)作為諧波補(bǔ)償?shù)挠行аb置受到廣泛關(guān)注,APF系統(tǒng)中功率器件的開通和關(guān)斷會產(chǎn)生大量的開關(guān)次及其倍頻次諧波,LCL型輸出濾波器能夠很好地濾除這些高次諧波,因此,研究LCL濾波器對提高APF的系統(tǒng)性能、推廣其應(yīng)用尤為重要。本文以三相三線制APF為研究對象,重點(diǎn)研究LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計和阻尼策略。針對基于LCL濾波器的三相三線制APF系統(tǒng),建立不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,通過分析比較,選擇合適的數(shù)學(xué)模型,為控制系統(tǒng)的設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。分析基于空間矢量調(diào)制(Space Vector Modulation,SVM)策略的逆變器輸出電壓諧波特性和LCL濾波器的工作原理,結(jié)合APF的輸出特性,給出濾波器設(shè)計的約束因素,并且分析各獨(dú)立參數(shù)之間的關(guān)系,制定理想電網(wǎng)條件下的LCL濾波器參數(shù)設(shè)計限制條件和步驟;考慮電網(wǎng)阻抗的影響,對理想電網(wǎng)條件下制定的參數(shù)設(shè)計步驟進(jìn)行修正,并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行LCL濾波器參數(shù)設(shè)計和仿真分析,驗(yàn)證參數(shù)設(shè)計方案的有效性。由于LCL濾波器固有的諧振特性,本文著重對LCL濾波器的阻尼方法進(jìn)行分析研究。針對無源阻尼法,首先從傳遞函數(shù)的角度分析無源阻尼法實(shí)現(xiàn)諧振抑制的機(jī)理,從系統(tǒng)穩(wěn)定裕度、高頻諧波衰減能力和功率損耗三個方面入手,分析討論阻尼電阻的引入對系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響;針對有源阻尼法,對基于虛擬電阻和基于陷波濾波器的兩種有源阻尼方法進(jìn)行分析研究,闡述虛擬電阻法與無源阻尼法之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,以及虛擬電阻法與基于陷波濾波器的有源阻尼法之間的內(nèi)在聯(lián)系;離散域?qū)ο莶V波器參數(shù)進(jìn)行設(shè)計,解決陷波濾波器離散過程中心頻率的偏移問題;最后結(jié)合實(shí)例仿真驗(yàn)證三種阻尼方法的有效性。利用LCL濾波的三相三線APF實(shí)驗(yàn)平臺對本文所研究的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本文所研究的LCL濾波器參數(shù)設(shè)計、無源阻尼法和有源阻尼法的有效性,LCL濾波器能夠有效阻止高頻紋波電流進(jìn)入電網(wǎng),具有較好的諧波補(bǔ)償性能,改善了電網(wǎng)電能質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】：有源電力濾波器 LCL濾波器 電網(wǎng)阻抗 阻尼方法
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM761
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 緒論17-25
• 1.1 課題研究背景及意義17-18
• 1.2 LCL濾波器研究現(xiàn)狀及分析18-22
• 1.3 補(bǔ)償電流控制策略22-24
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容24-25
• 2 基于LCL濾波器的APF數(shù)學(xué)模型25-34
• 2.1 三相靜止abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型26-29
• 2.2 兩相靜止 αβ 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型29-31
• 2.3 兩相旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 3 LCL輸出濾波器的參數(shù)設(shè)計34-53
• 3.1 基于二重傅里葉積分的PWM輸出電壓諧波分析34-36
• 3.2 LCL濾波器原理分析36-38
• 3.3 忽略電網(wǎng)阻抗時LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計38-47
• 3.4 考慮電網(wǎng)阻抗時LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計47-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 4 LCL濾波器的阻尼方法研究53-68
• 4.1 無源阻尼法研究53-58
• 4.2 有源阻尼法研究58-67
• 4.3 本章小結(jié)67-68
• 5 實(shí)驗(yàn)研究68-75
• 5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)68-70
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析70-74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 6 總結(jié)與展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 附錄82-83
• 作者簡歷83-85
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集85

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本文編號：528874