双向互补单周控制有源电力滤波器的研究

摘要

随着电力电子技术的快速发展，越来越多的电力电子装置被广泛使用导致谐波问题日益严重，谐波不仅影响着电力用户的安全用电，也威胁着电力系统的安全、稳定、经济运行。因此解决谐波对电网的污染是电力电子技术发展中最为迫切的问题之一。有源电力滤波器是一种目前应用较多且发展较快谐波抑制方法，已经成为电力电子学科的重要研究课题。
　　 本文在查阅大量国内外文献的基础上，探讨了目前主流的并联型有源电力滤波器的应用现状，在深入研究有源电力滤波器的两个关键技术后，针对双向互补单周控制并联型APF具有控制电路简单、响应速度敏捷等优点，选择双向互补单周控制作为有源电力滤波器的控制策略。设计双向互补单周控制策略下的单相并联型有源电力滤波器，通过对其工作过程分析设计了对应的控制电路，并在PSCAD/EMTDC仿真环境下建立仿真模型，并对仿真结果采用对比方式验证了该策略的优越性。把双向互补单周控制应用于三相有源电力滤波器中，分析其控制原理的基础上建立其数学模型，为了验证该控制策略的正确性和有效性，建立PSCAD/EMTDC仿真模型，仿真结果表明双向互补单周控制能够有效的补偿非线性负载所引起的谐波和无功功率。在仿真的基础上，设计了双向互补单周控制各个控制部分的硬件实现电路，并搭建了容量为400VA单相双向互补单周控制并联型有源电力滤波器的实验平台，对补偿性能进行了进一步的实验研究。实验结果验证了理论分析和仿真结论，双向互补单周控制APF是一种行之有效的治理谐波的方法，为有源电力滤波器的实际应用提供一个新方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题来源、研究目的及意义

1．2 有源电力滤波器的应用现状

1．3 公用电网谐波标准

1．4 双向互补单周控制在APF中的研究现状

1．5 本文主要研究内容

第2章 单相双向互补单周控制APF设计及仿真研究

2．1 系统原理图

2．2 双向互补单周控制器设计

2．2．1 控制原理

2．2．2 控制器的模型建立

2．3 主电路中关键参数的选择

2．3．1 直流侧电容的选择

2．3．2 交流侧电感的选择

2．4 PSCAD／EMTDC仿真及结果分析

2．4．1 系统模型建立

2．4．2 仿真结果分析

2．5 本章小结

第3章 三相双向互补单周控制APF设计及仿真研究

3．1 三相APF系统原理图

3．2 三相双向互补控制器设计

3．2．1 控制原理

3．2．2 数学模型建立

3．3 主电路仿真参数设计

3．4 PSCAD／EMTDC仿真及结果分析

3．5 本章小结

第4章 硬件实现及实验研究

4．1 控制电路硬件实现

4．2 实验平台及结果分析

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢