混合型有源电力滤波器参数优化研究

摘要

随着大量非线性电力电子装置的广泛应用，电网中的谐波污染日益严重，造成系统的功率因数降低，给电网带来额外负担并影响供电质量和运行安全。针对电网中的谐波污染及功率因数低的问题，采用电力滤波装置就近吸收谐波源所产生的谐波电流，是抑制谐波污染的有效措施。与以往被广泛应用的无源滤波器相比，APF具有高度的可控性和快速响应性，但是由于考虑APF的成本较高，所以在高压大容量的场合采用混合式有源滤波器。
　　首先，本文在分析国内外谐波滤除装置研究和发展现状的基础上，对串联谐振注入式混合有源滤波器的谐波检测及控制策略进行了分析比较。详细分析串联谐振注入式混合有源滤波器主回路及工作原理，并对基波串联谐振注入式混合有源滤波器主回路各个元件参数的选择进行介绍，重点研究了无源滤波器的设计、直流侧电容的选取方法、有源滤波器设计及输出滤波器的设计。
　　然后，针对现有的混合型有源电力滤波器优化设计方案的不足，本文提出了基于遗传算法的优化算法，该算法具有很强的全局寻优能力。同时考虑算法的早熟问题，提出了一种解决优化算法在运算中早熟的方法，最后将整个优化算法用流程框图直观的表达了出来。
　　最后，通过遗传算法对串联谐振注入式有源电力滤波器进行参数优化，得到整个滤波器具体参数，利用Matlab软件中的 Simulink模块对设计的串联谐振注入式混合型有源电力滤波器进行仿真，结果表明利用遗传算法设计的滤波器具有很好的谐波治理和无功补偿的能力。

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第1章 绪论

1.1背景和意义

1.2谐波的危害及治理方法

1.3电力滤波器的研究现状

1.4混合型有源电力滤波器优化设计研究现状

1.5本文研究内容

第2章 谐波电流检测算法及控制策略研究

2.1谐波检测方法比较

2.2基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法

2.3串联谐振注入式混合有源滤波器补偿电流控制策略

2.4本章小结

第3章 HAPF工作原理及主电路参数研究

3.1串联谐振注入式混合有源滤波器的结构

3.2串联谐振注入式混合有源滤波器工作原理分析

3.3串联谐振注入式混合型有源电力滤波器主电路参数设计

3.4本章小结

第4章 HAPF的电气参数优化设计

4.1遗传算法简述

4.2多目标优化问题的研究

4.3混合滤波器参数的综合优化设计

4.4本章小结

第5章 HAPF的参数设计及仿真应用

5.1 HAPF参数设计优化结果

5.2 HAPF的仿真应用

5.3各参数优化设计对比研究

5.4本章小结

结论

参考文献

致谢