基于PEBB的并联有源电力滤波器的研究

摘要

本文主要研究基于PEBB(PowerElectronicBuildingBlock)的并联有源电力滤波器。有源电力滤波器APF(ActivePowerFilter)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置。它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行实时补偿，具有响应速度快、补偿效果好，能实现动态连续实时补偿的特点。 目前一方面电力电子器件的发展对电网电能质量造成了严重影响，而另一方面有源电力滤波器的成本居高不下且容量难以达到要求，使得有源电力滤波器无法大范围投入使用。因此从拓扑、谐波检测方法、控制系统硬件等方面入手，研究高性能价格比的新型电力有源滤波器具有很高的理论价值和实用价值。 本文首先讲述了有源电力滤波器目前存在的问题及发展现状；第二章介绍了组成控制系统的电力电子组块的详细软硬件情况；第三章分析了本课题所设计的有源电力滤波器的系统构成，及各构成部分的工作原理；第四章详细的论述了2种谐波电流检测方法，并进行了公式推导和分析；最后将各部分结合进行了仿真实验。该系统经过仿真实验证明，有比较好的谐波治理效果。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪 论

1.1 谐波及谐波的危害

1.1.1 电力谐波产生的原因

1.1.2 电力系统谐波的危害

1.2 有源电力滤波器的研究现状

1.2.1 拓扑的研究现状

1.2.2 有源电力滤波器谐波检测的研究现状

1.2.3 PWM信号生成方法的研究现状

1.3 本文所做的主要研究工作

第二章 新一代PEBB控制系统的软硬件结构

2.1 PEBB介绍

2.1.1 PEBB的概念

2.1.2 PEBB的出现背景

2.1.3 PEBB的优势

2.2 PEBB的分布式、模块化、标准化硬件结构

2.2.1 PEBB基本结构的拓扑

2.2.2 电力电子主电路模块化

2.2.3 控制电路模块化和标准化

2.3 PEBB的ECO-数据流软件结构

2.4 本章小结

第三章 有源电力滤波器的基本原理

3.1 有源电力滤波器的工作原理

3.2 系统的总体设计框图

3.2.1 主电路

3.2.2 硬件采样电路模块

3.2.3 直流侧电压的控制

3.2.4 谐波电流检测电路

3.2.5 补偿电流发生电路

3.3 本章小结

第四章 谐波电流检测方法的研究

4.1 传统的谐波电流检测方法

4.2 基于瞬时无功理论的谐波快速检测方法

4.2.1 基于瞬时无功理论的谐波电流快速检测方法

4.2.2 改进的基于瞬时无功理论的谐波电流检测方法

4.2.3 三相四线制系统的基于瞬时无功理论的谐波电流检测方法

4.3 基于神经网络的谐波电流检测方法的研究

4.3.1 基于BP网络的谐波电流检测方法的基本原理

4.3.2 BP检测方法存在的不足

4.3.3 基于BP网络的谐波电流检测新方法和检测方案

4.3.4 BP皆波检测网络的构建与算法选择

4.3.5 仿真研究

4.4 本章小结

第五章 有源电力滤波器的MATLAB仿真

5.1 引 言

5.2 SIMULINK环境下有源电力滤波器仿真模型的建立

5.2.1 谐波检测环节仿真模型

5.2.2 控制系统环节的仿真模型

5.2.3 主电路环节仿真模型

5.2.4 有源电力滤波器系统的仿真模型

5.3 有源电力滤波器系统仿真实验

5.3.1 主电路参数选取

5.3.2 仿真结果

5.4 本章小结

第六章 结束语

参考文献

攻读硕士学位期间学术论文目录

致谢