發(fā)布時(shí)間：2021-04-10 19:52

　　隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和電力電子裝置的廣泛使用,電網(wǎng)的諧波問題越來越突出。如何改善電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境、提高電能質(zhì)量成為電力電子領(lǐng)域亟待解決的問題。基于有源電力濾波器（Active Power Filter,APF）的諧波治理技術(shù)具有補(bǔ)償效果好、響應(yīng)速度快和可以選擇性補(bǔ)償特定次諧波等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)今社會(huì)諧波治理技術(shù)的發(fā)展方向。本文基于單相級(jí)聯(lián)H橋拓?fù)鋵?duì)有源電力濾波器的鎖相環(huán)技術(shù)、諧波檢測(cè)技術(shù)、諧波電流控制技術(shù)、電容電壓控制技術(shù)進(jìn)行了以下研究。本文首先介紹了并聯(lián)型有源電力濾波器和單相級(jí)聯(lián)H橋型變流器的工作原理,并分別介紹了載波相移調(diào)制、載波層疊調(diào)制和一維空間矢量調(diào)制技術(shù)。隨后針對(duì)傳統(tǒng)鎖相環(huán)方法和諧波檢測(cè)算法在穩(wěn)態(tài)精度和響應(yīng)速度方面的不足,分別提出了基于重復(fù)控制的新型鎖相環(huán)方法和基于定積分的諧波檢測(cè)算法,并給出了詳細(xì)的參數(shù)設(shè)計(jì)過程和數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方法。新型鎖相環(huán)方法可以在電網(wǎng)電壓嚴(yán)重畸變的情況下,在半個(gè)工頻周期內(nèi)準(zhǔn)確地提取出電網(wǎng)電壓的基波正序分量、基波負(fù)序分量和相角信息。本文證明了單相電網(wǎng)是三相電網(wǎng)不平衡的一個(gè)特例,提出的新型鎖相環(huán)既可應(yīng)用于三相系統(tǒng),又可應(yīng)用于單相系統(tǒng)。新型諧波檢測(cè)算法可以在電網(wǎng)電流嚴(yán)... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基本鎖相環(huán)控制結(jié)構(gòu)

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-的同步。之后，鎖相環(huán)被廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合，比如：諧波和間諧波的檢測(cè)、電網(wǎng)故障檢測(cè)、微電網(wǎng)的孤島檢測(cè)、電力系統(tǒng)中基波的參數(shù)估計(jì)、交直流電機(jī)的控制以及電能質(zhì)量治理設(shè)備的同步等。如圖1-1所示，基本的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)一般由鑒相器(PhaseDiscriminator,PD)、環(huán)路濾波器(LoopFilter,LF)和壓控振蕩器(VoltageControlledOscillator,VCO)三個(gè)部分組成。鎖相環(huán)的首先通過PD環(huán)節(jié)將輸入信號(hào)iv(t)和輸出信號(hào)ov(t)的相位差轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)dv(t)，然后通過LF環(huán)節(jié)對(duì)dv(t)進(jìn)行濾波處理，最后通過VCO環(huán)節(jié)得到輸出信號(hào)ov(t)并反饋到PD環(huán)節(jié)，形成一個(gè)閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖1-1基本鎖相環(huán)控制結(jié)構(gòu)基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的鎖相環(huán)(SynchronousReferenceFramePLL,SRF-PLL)是目前應(yīng)用最為廣泛的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)之一，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。從圖1-2中可以看出，SRF-PLL也分為PD、LF和VCO三個(gè)部分，其中V、g和g分別為SRF-PLL估計(jì)出的電網(wǎng)電壓的幅值、角頻率和相位，ωg為電網(wǎng)的基準(zhǔn)角頻率，pk和ik為比例積分(ProportionalIntegral,PI)調(diào)節(jié)器的參數(shù)。圖1-2基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)文獻(xiàn)[7]分析了鎖相環(huán)的靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差對(duì)APF補(bǔ)償性能的影響。靜態(tài)誤差過大可能導(dǎo)致APF裝置無法維持直流側(cè)電容電壓恒定，從而不能正常工作；動(dòng)態(tài)誤差會(huì)使APF裝置輸出不必要的諧波，影響補(bǔ)償效果。傳統(tǒng)的SRF-PLL在理想電網(wǎng)條件下性能優(yōu)異，但當(dāng)電網(wǎng)電壓嚴(yán)重畸變時(shí)需要降低系統(tǒng)的帶寬來保證鎖相的精度，否則SRF-PLL不能準(zhǔn)確地提取出電網(wǎng)電壓的相位信息，使用起來局限性較大。為了在電網(wǎng)電壓嚴(yán)重畸變的條件下仍然可以準(zhǔn)確地提取出電網(wǎng)電壓的相位信息，國內(nèi)外

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-10-第2章單相級(jí)聯(lián)H橋型有源電力濾波器工作原理2.1引言本章首先介紹了并聯(lián)型有源電力濾波器的工作原理，然后介紹了單相級(jí)聯(lián)H橋變流器的工作原理，最后介紹了級(jí)聯(lián)H橋變流器三種不同的調(diào)制策略，分別為載波相移調(diào)制、載波層疊調(diào)制和一維空間矢量調(diào)制。2.2有源電力濾波器工作原理圖2-1是并聯(lián)型有源電力濾波器工作原理圖，其中Us為電網(wǎng)電壓，采用非線性負(fù)載作為系統(tǒng)的諧波源。有源電力濾波器主要由諧波電流檢測(cè)裝置和補(bǔ)償電流發(fā)生裝置兩部分組成。有源電力濾波器首先由通過諧波檢測(cè)算法檢測(cè)負(fù)載電流的諧波電流分量，然后通過變流器向電網(wǎng)注入與諧波電流分量大小相等、相位相反的補(bǔ)償電流，從而抵消電網(wǎng)電流中的諧波電流分量，使電網(wǎng)電流中僅含有基波分量，達(dá)到電能質(zhì)量治理的目的。在某些場(chǎng)合，有源補(bǔ)償裝置可以同時(shí)作為無功補(bǔ)償裝置或負(fù)序分量治理裝置使用。有源電力濾波器常采用PWM變流器作為主電路，當(dāng)直流側(cè)電容從電網(wǎng)吸收能量時(shí)，工作在整流狀態(tài)；當(dāng)直流側(cè)電容向電網(wǎng)釋放能量時(shí)，工作在逆變狀態(tài)。圖2-1并聯(lián)型有源電力濾波器工作原理圖有源電力濾波器工作原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下式所示：

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3130240