HVDC直流侧串联有源滤波器对谐波抑制作用的研究

摘要

电能在现在社会的生活和工业中起着越来越重要的作用。电能长距离的输送是保证电能安全、及时供给的关键。传统的大容量电能输送伴随着能量损耗等缺点，限制了电能的输送距离。为了解决交流输电的缺陷，现在大容量的电力输送更倾向直流输电。在大功率电力电子技术的发展为高压直流输电提供基础的同时也带来了谐波问题。本文首先对直流输电系统和其在电力体系中的特点做了论述。通过对多种滤波器的滤波性能的研究分析，选择直流侧串联有源滤波器作理论研究和仿真。
　　有源滤波器谐波检测方法主要有基波分量提取法、傅里叶变换检测法、无功功率检测法等。同时，补偿电流的算法也有很多种，包括常用的滞环比较法、三角载波法、重复控制法。其中电流滞环比较法是目前应用比较广泛的一种电流控制方法，该方法的硬件电路简单、易实现，动态响应快，控制精度高。本文基于功率平衡原理的滞环控制方式，设计了仿真实现方案，通过仿真研究串联有源滤波器对谐波的抑制作用。
　　PSIM具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等方面提供强有力的仿真环境。运用PSIM建立仿真模型，对其所提出的基于功率平衡原理的滞环控制方式进行仿真研究。在仿真的基础上对有源滤波器滤波效果进行评价。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 高压直流输电研究背景和意义

1．2 高压直流输电国内外的发展动态

1．3 高压直流输电系统中存在的问题

1．4 本章小结

2 高压直流输电谐波的抑制

2．1 高压直流输电系统的原理

2．2 高压直流输电系统中谐波分析

2．3 谐波抑制的方法

2．4 高压直流输电系统中的滤波器

2．5 本章小结

3 滤波器的设计和研究

3．1 无源滤波器的种类和性能

3．2 有源滤波器的原理

4 串联APF基于功率平衡原理的滞环控制

4．1 控制方式简述

4．2 功率平衡原理

4．3 串联型APF补偿时直流侧等效电阻

4．4 串联型APF闭环控制模型

5 串联APF对谐波抑制作用的仿真

5．1 PSIM简介

5．2 未加有源滤波器时直流输电系统谐波仿真分析

5．3 直流侧加入有源滤波器仿真分析

5．4 负载变化时的补偿效果

6 结论

致谢

参考文献