基于双谐振混合型有源电力滤波器的谐波治理方法研究

摘要

近年来，伴随着太阳能、风能等新能源的发展，越来越多的电力电子器件投入电网，这些电力电子器件固有的非线性特性造成了越来越严重的谐波问题，导致电能质量快速下降，这不仅危害电网系统的正常安全运行，也给广大电力用户带来了严重的用电困扰。因此，对谐波进行抑制，进一步改善电能质量，对保证电力系统安全稳定运行和可靠供电具有理论和实际意义。
　　论文以双谐振混合型有源滤波器为研究对象，首先阐明了课题研究背景、意义，对混合型有源滤波器及其谐波检测方法、电流跟踪控制策略的研究现状进行简要的总结;并对双谐振混合型有源滤波系统需要用到的主要器件参数进行了分析，确定了合适的仿真参数，为后续仿真实验做准备。
　　然后，对谐波电流检测技术进行研究，详细分析了瞬时无功功率检测法中ip-iq和p-q检测法的原理，分别在不同电压环境下，验证ip-iq检测法在抗干扰和测量精度方面较之p-q检测法的优势;并详细讨论了λ、p两个调节参数对改进S变换检测法中高斯窗的影响，分别对稳态谐波、暂态谐波进行检测，验证了改进S变换算法的优越性;
　　接着，对电流跟踪控制技术进行研究，为提高滤波器的电流跟踪性能，在分析传统滞环和SVPWM控制方法各自优缺点的基础上，详细推导出基于SVPWM的滞环控制的电流跟踪原理，并通过仿真对比实验，验证了基于SVPWM的滞环控制法的优越性。
　　最后在Matlab/Simulink仿真软件里搭建双谐振混合型有源滤波器整体仿真模型，分别在只投入无源滤波器和同时投入有源部分的情况下进行仿真，实验结果验证了DRHAPF中所使用的拓扑结构、谐波检测算法和电流跟踪控制策略的合理性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 谐波的产生及其危害

1．2．1 谐波的产生

1．2．2 谐波的危害

1．3 混合型有源滤波器的研究现状

1．4 谐波电流检测方法

1．5 电流跟踪控制方法

1．6 论文的主要研究内容及结构安排

第二章 双谐振混合型有源电力滤波器

2．1 混合型APF拓扑结构

2．2 双谐振混合型有源滤波器的拓扑结构及其建模

2．2．1 DRHAPF的拓扑结构

2．2．2 DRHAPF的拓扑结构建模

2．2．3 DRHAPF的开关函数建模

2．3 系统的参数设计

2．3．1 无源滤波器的设计

2．3．2 双谐振注入支路的设计

2．3．3 直流侧电容值的选择

2．3．4 直流侧电容电压的选择

2．3．5 交流侧电感值的选择

2．3．6 其它器件参数的选择

2．4 本章小结

第三章 谐波电流检测技术

3．1 基于瞬时无功功率理论的检测方法

3．1．2 ip-iq检测法

3．1．3 仿真分析

3．2 改进S变换法谐波检测算法

3．2．1 改进S变换算法

3．2．2 高斯窗的优化

3．2．3 谐波检测结果分析

3．3 本章小结

第四章 有源滤波器中的电流跟踪控制方法

4．1 滞环控制方法

4．2 电压空间矢量控制方法(SVPWM)

4．3 基于电压空间矢量的滞环电流控制方法

4．3．1 电流控制原理

4．3．2 u*和△i的区域选择

4．3．3 控制规则及Uk的选择

4．4 仿真分析

4．5 本章小结

第五章 仿真实验结果与分析

5．1 电源与非线性负载子模块

5．2 单独投入无源滤波器后的仿真分析

5．3 投入DRHAPF后的仿真分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文情况