电能质量调节器相关技术研究及APF模拟装置实现

摘要

近四十年来，电能质量问题得到越来越多的关注，电能质量问题中的无功、谐波和三相不平衡一直是人们关注的焦点。本文在电能质量问题的研究中主要做了以下工作：
　　 ⑴提出了一种基于不对称级联型多电平逆变器(ACMI)的动态电压恢复器(DVR)及其控制策略。该DVR在结构上采用不对称级联型多电平逆变器，易于实现装置的大容量化；控制策略上先采用跌落前电压补偿法，然后平缓过渡到同相位电压补偿法，在这种控制策略下，系统电压发生幅值和相位跳变时，能够保证负载电压平滑无突变，减小了对相位突变敏感负荷的影响，补偿效果接近跌落前电压补偿法，而所需补偿的能量与同相位电压补偿法接近。MATLAB仿真实验验证了该系统结构和控制策略的实用性、有效性。
　　 ⑵通过建立通用的电路模型，从理论上对目前提出的几种典型的串联混合有源滤波器的结构和滤波原理进行了研究；对各种控制策略及其优缺点进行了分析，并在此基础上研究了不同谐波条件下各种控制策略的滤波效果。其结论为串联混合有源滤波器在不同工况下控制策略的选择提供了参考依据。
　　 ⑶设计并初步实现了一套三相四线并联型有源电力滤波器物理模拟装置，主要完成的工作有：①提出了装置的电路设计方案，介绍了主电路参数的设计原则和确定方法，并在此基础上设计了装置的主电路。②构建了基于工控机、高速DSP控制板和高精度数据采集板的控制系统，具有响应速度快、可靠性高的特点。③开发了装置的控制软件，提供了开放的数据和程序接口，操作者可以对补偿方式、录波和波形显示等进行选择。④对整个装置的参数和控制方法进行了MATLAB仿真验证。