本文選題：有源電力濾波器 + 網(wǎng)側(cè)電流檢測�。� 參考：《太原理工大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：隨著能源互聯(lián)網(wǎng)和新能源在電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展,越來越多的非線性元器件在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用,系統(tǒng)的電能質(zhì)量越來越成為一個普遍受到關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。有源電力濾波器(并聯(lián))作為解決電能質(zhì)量的一種重要手段,在業(yè)界得到了廣泛的應(yīng)用。目前,有源電力濾波器的控制策略大多采用負(fù)荷側(cè)電流諧波檢測的方法,這導(dǎo)致其諧波檢測單元引入的誤差可能造成補(bǔ)償電流參考信號的精度不足,直接降低了有源電力濾波器的補(bǔ)償效果。基于網(wǎng)側(cè)電流檢測的控制技術(shù),無諧波檢測環(huán)節(jié),控制精度高,計算量小,越來越成為當(dāng)下一個普遍受到關(guān)注的研究熱點(diǎn)。本文對基于網(wǎng)側(cè)電流檢測的Power Balance(PB)控制、單周控制以及工程化關(guān)鍵技術(shù)等問題進(jìn)行了較為深入研究和探討,主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容:(1)提出一種網(wǎng)側(cè)電流檢測的雙閉環(huán)控制策略,避免了諧波檢測單元造成的誤差,改善了有源電力濾波器的補(bǔ)償精度。將負(fù)荷電流作為擾動,通過變量替換,建立了以網(wǎng)側(cè)電流為狀態(tài)變量的數(shù)學(xué)模型。利用該模型,研究了負(fù)荷電流在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的頻率特性,和直流電壓的動態(tài)特性。基于系統(tǒng)功率守恒,給出了直流側(cè)電壓的波動等式與等效電阻對濾波器補(bǔ)償容量的約束限制。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)內(nèi)模原理,設(shè)計了相應(yīng)的電流、電壓控制器,形成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。最后,數(shù)值仿真和電路實驗分析驗證了該控制方法的有效性。這種控制策略有效改善了有源電力濾波器的補(bǔ)償效果,且具有選擇性補(bǔ)償特定次諧波的能力。(2)提出了一種適用于網(wǎng)側(cè)電壓嚴(yán)重畸變情況下的單周控制算法,解決了傳統(tǒng)單周控制易受畸變電壓影響的問題,有效改善了諧波補(bǔ)償效果。通過研究電壓嚴(yán)重畸變條件下單周控制的運(yùn)行特性,提出了補(bǔ)償后的網(wǎng)側(cè)電流與網(wǎng)側(cè)畸變電壓的補(bǔ)償關(guān)系等式。通過分解畸變電壓和變量替換,推導(dǎo)出改進(jìn)后的單周控制等式。根據(jù)該等式,構(gòu)建了基于正序濾波器的改進(jìn)單周控制算法。數(shù)值仿真和電路實驗驗證了該控制算法的補(bǔ)償效果。該控制算法不但改善了傳統(tǒng)單周控制算法在電壓嚴(yán)重畸變時的補(bǔ)償效果,而且避免了鎖相環(huán)及復(fù)雜電流控制器,大幅降低了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。(3)提出一種諧波補(bǔ)償?shù)膯沃芸刂扑惴?解決了單周控制無法單獨(dú)補(bǔ)償諧波電流的問題,有效降低了有源電力濾波器的補(bǔ)償容量。基于瞬時功率理論,推導(dǎo)了系統(tǒng)中各瞬時功率分量。利用這些功率分量關(guān)系,研究了單周控制的補(bǔ)償特性。在此基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化諧波補(bǔ)償方案,重構(gòu)單周控制的參考信號,建立了諧波補(bǔ)償單周控制的控制等式。利用網(wǎng)側(cè)電流與負(fù)荷電流的相角關(guān)系,設(shè)計了正序濾波器和靜止坐標(biāo)控制器,實現(xiàn)了所提出的諧波補(bǔ)償單周控制算法。數(shù)值仿真和電路實驗驗證了諧波補(bǔ)償單周控制算法的有效性。該算法不但具有較好的單獨(dú)諧波補(bǔ)償性能,而且拓展了單周控制的應(yīng)用范圍,且避免了復(fù)雜電流控制器及坐標(biāo)變換運(yùn)算。(4)研制了采用網(wǎng)側(cè)電流檢測雙閉環(huán)控制方法的有源電力濾波器工程樣機(jī)。針對樣機(jī)實用化研制中的關(guān)鍵問題,設(shè)計了軟啟動方案,研究抑制并網(wǎng)與負(fù)荷突變造成的沖擊電流及沖擊電壓的控制策略,提出了有源電力濾波裝置補(bǔ)償容量不足時的限幅保護(hù)策略,保證系統(tǒng)在啟動并網(wǎng)時平穩(wěn)進(jìn)入運(yùn)行工作狀態(tài),并在負(fù)荷突變、補(bǔ)償容量過大等非正常條件下穩(wěn)定工作,改善了運(yùn)行的可靠性,驗證了該控制策略的實際應(yīng)用價值。
[Abstract]:With the rapid development of energy Internet and new energy in power system , more and more nonlinear components have been widely used in power system , and the power quality of the system has become one of the most popular hot issues . ( 3 ) A single - cycle control algorithm for harmonic compensation is proposed , which solves the problem of single - cycle control which can not compensate the harmonic current separately . Based on the instantaneous power theory , the compensation characteristic of single - cycle control is deduced .

【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM761

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本文編號：1828476