单周期控制技术在有源电力滤波器中的应用研究

摘要

电力电子设备的大量使用使得谐波问题日益严重。谐波成为影响电能质量的主要因素。另一方面，随着自动化水平的不断提高，对大量应用计算机系统的重要用户进行电能质量的有效补偿已显的越来越迫切。基于现代电力电子技术的有源电力滤波器的目的就是将配电网改造成无谐波和无功功率的配电网，以满足电力负荷对供电质量日益提高的要求。 在查阅大量国内外文献的基础上，概述了电力有源电力滤波器的研究现状，详细阐述了目前常用的有源滤波器控制技术的分类和优缺点。 在此基础上，论文对单周期控制技术在有源电力滤波器中的应用进行了系统性的研究。首先从理论分析入手，详细分析了单周期控制的基本原理和基于单周期控制并联型单相和三相四线制有源电力滤波器在双极调制模式和单极调制模式下的工作过程，推导了不同工作模式下的控制方程并给出了实现不同控制方程的控制电路。它不需要通过复杂计算而得到参考电流，因此无需检测交流线电压、有源滤波器电流和非线性负载电流。这种控制方法既不需要精密的乘法器，也不需要高速DSP，具有控制实现简单、系统易于稳定、恒频工作和产生最小的补偿电流的特点。分析了系统的稳定条件，并对两种不同调制方式下的系统进行比较。 利用MATLAB对几种单周期控制的并联型有源电力滤波器系统进行建模，并对系统的补偿性能进行进行仿真。仿真结果表明，单周期控制的有源电力滤波器能有效补偿非线性负载导致的谐波和无功电流。 介绍了基于变压器基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器，将一变压器的一次侧串联在电网与谐波源之间，当串联变压器二次侧注入的基波电流与电网电流的基波分量满足补偿条件时，串联变压器可以实现对基波呈低阻抗，而对谐波呈很高的励磁阻抗，实现谐波与电网的隔离。将单周控制代替传统的滞环控制来获得补偿电流的跟踪，使得开关频率恒定，从而可以精确地设计高频滤波电容，提高系统的补偿性能和鲁棒性。推导了采用单周控制时系统的控制方程，分析了系统的工作过程。利用MATLAB对采用单周控制时系统的补偿性能进行仿真，结果表明系统具有较好的动稳态补偿性能。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章有源电力滤波器综述

第三章基于单周期控制的并联型有源电力滤波器

第四章单周期控制有源电力滤波器的建模与仿真

第五章基于单周期控制的串联型有源电力滤波器

结论

参考文献

在学期间发表与 学位论文内容相关的学术论文

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