基于谐波电流快速检测方法的并联型有源电力滤波器设计

摘要

随着电力电子技术的发展及电力电子装置的普遍应用，电力系统中的非线性负载越来越多，由此带来的谐波公害越来越严重，已引起世界各国的广泛关注。应用现代技术对谐波进行有效的补偿是目前急待解决的重要问题之一。有源电力滤波器(APF)是一种用于动态抑制谐波，补偿无功的新型电力电子装置，其应用可以克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点，被公认为是综合治理电网污染最有效的手段。 本课题进行了如下工作： 首先，本文在研究了谐波问题的危害、谐波抑制方法以及目前有源电力滤波器的原理以及电路结构后，重点对目前各种谐波电流检测方法进行分析，提出一种新的谐波电路快速检测方法，并利用软件Matlab和OrCAD对该检测方法进行仿真分析。仿真结果表明该检测方法具有很好的实时性和准确性，满足APF的实时检测需要，可以作为一种谐波电流的快速检测方法。 其次，结合电力电子技术及模拟电子技术，设计完成由模拟器件组成的谐波电流检测电路装置并搭建小容量的并联型有源滤波器实验装置，经过实验验证，该谐波检测方法能够快速、准确的检测出方波、三角波及单相不可控整流桥接阻感负载等谐波输入信号中的谐波成分，基于该谐波电流快速检测方法的并联型有源电力滤波器能够有效抑制电网中谐波负载对电网的不利影响，是解决电能质量问题的有效手段之一。 上述检测方法快速性以及准确性的验证为今后大容量APF整机的开发奠定了理论基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1谐波的产生、危害及研究的意义

1.2谐波问题研究现状

1.3谐波标准

1.3.1国际谐波标准

1.3.2国家谐波标准

1.4谐波抑制方法

1.5本课题研究的目的及内容

第2章有源电力滤波器的发展及现状

2.1引言

2.2有源电力滤波器的发展现状

2.3有源电力滤波器的基本原理

2.4有源滤波器的系统构成和主电路形式

2.4.1并联型有源电力滤波器

2.4.2串联型有源电力滤波器

2.4.3单个PWM变流器电路形式

2.4.4多重化变流器电路形式

2.4.5有源电力滤波器主电路结构

2.5本章小结

第3章谐波和无功电流实时检测方法

3.1引言

3.2几种主流的谐波电流检测方法

3.2.1自适应谐波检测法

3.2.2基于FFT的谐波检测法

3.2.3基于鉴相原理的谐波检测法

3.2.4基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法

3.3本文采用的谐波检测方法及Matlab仿真分析

3.3.1谐波检测原理

3.3.2检测方法Matlab建模及仿真分析

3.4本章小结

第4章并联型有源电力滤波器电路设计

4.1引言

4.2 Matlab建模及Simulink仿真分析

4.3有源电力滤器硬件电路设计

4.3.1指令电流运算电路设计

4.3.2电流跟踪控制电路设计

4.3.3电容电压控制电路

4.4本章小结

第5章有源电力滤波器装置模拟实验

5.1引言

5.2电路中各项参数选择

5.3补偿容量估算

5.4输出电感的确定

5.5直流侧电容C的估算

5.6实验分析

5.7本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢