基于新型无差拍控制的并联型APF研究

摘要

随着电力电子器件广泛应用于工业、生活，电网中的谐波问题给生产生活带来的危害日益严重。使用有源电力滤波器APF(Active Power Fliter)的是电网谐波治理的有效手段。本文重点研究其控制策略及谐波电流检测算法，并进行仿真和实验验证。
　　本文简要的介绍了有源电力滤波器及其关键技术的发展现状，并对无差拍控制的原理及研究现状进行了介绍。在此基础上建立了APF的数学模型，阐述以瞬时无功功率理论为基础ip-iq检测算法在本设计中的应用。针对谐波检测算法以及控制芯片结构造成的延时，采用新型无差拍控制方法进行谐波电流跟踪控制，以达到快速准确跟踪的效果。同时针对无差拍控制对系统模型的依赖，提出了参数识别来提升模型精确度。于此同时，直流侧电压的稳定至关重要，为适应统负载波动，保证系统的动态响应，本设计采用变参数PI控制进行直流侧稳压。
　　利用MATLAB搭建系统仿真模型，验证方案的可行性。最后搭建实验平台，通过CCS编程调试，在实验平台中进行实验，验证了系统对谐波电流的快速跟踪补偿能力与良好的动态性能。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究背景及意义

1．2 有源电力滤波器的发展及研究现状

1．3 有源电力滤波器关键技术研究现状

1．3．1 谐波电流检测算法

1．3．2 补偿电流控制策略

1．4 无差拍控制研究现状

1．4．1 无差拍控制基本原理

1．4．2 无差拍控制关键问题研究现状

1．5 论文主要研究内容

第二章 有源电力滤波器及其关键技术研究

2．1 有源电力滤波器分类

2．2 有源电力滤波器工作原理

2．3 有源电力滤波器数学模型

2．4 基于瞬时无功功率理论的电流检测法

2．4．1 p-q检测法

2．4．2 d-q电流检测法

2．4．3 ip-iq电流检测法

2．5 本章小结

第三章 应用新型无差拍控制的APF控制方案

3．1 离散化的APF数学模型

3．2 APF无差拍控制模型

3．3 APF新型无差拍控制

3．3．1 参数识别

3．3．2 样本误差补偿

3．3．3 跟踪误差补偿

3．4 APF直流侧电容电压控制

3．4．1 APF直流侧PI控制

3．4．2 APF直流侧变参数PI控制

3．5 本章小结

第四章 控制方案仿真分析

4．1 系统关键参数选择

4．1．1 直流侧控制电压的选择

4．1．2 直流侧储能器件的参数计算

4．1．3 交流电抗器的参数计算

4．2 APF系统仿真分析

4．2．1 谐波电流检测算法仿真

4．2．2 控制算法仿真

4．3 APF仿真动态性能分析

4．4 本章小结

第五章 有源电力滤波器硬件设计与实验

5．1 有源电力滤波器硬件设计

5．1．1 主电路功率器件选型

5．1．2 控制电路设计

5．1．3 IGBT驱动保护电路设计

5．2 软件设计

5．2．1 主程序设计

5．2．2 中断子程序设计

5．3 实验结果及分析

5．4 本章小结

6．1 本文工作总结

6．2 不足与展望

参考文献

致谢