级联塑H桥有源滤波器无差拍控制方法的研究

摘要

随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业生产中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。同时，随着生活和生产上对电能质量的要求越来越高，使得谐波问题受到人们越来越多的关注。目前，有源电力滤波器是当前谐波抑制的主要电力电子装置，级联H桥有源电力滤波器(APF)适用于高压大容量场合，具有便于实现模块化、响应速度快等优点，是现阶段大功率高电压等级的主要拓扑结构，得到了广泛研究和应用。
　　本文对级联型H桥逆变器的拓扑结构进行了分析，结合级联型H桥有源电力滤波器无差拍控制方法在国内外的研究现状，通过建立数学模型、理论推导和仿真研究，分析研究了无差拍控制方法在级联型H桥APF中的应用。本文结合APF的工作原理及其所独有的特点，通过对传统的三角波控制方法和本文研究的无差拍控制方法推导，并且在MATLAB/Simulink中进行了仿真对比分析，结果表明了无差拍控制方法相对于传统控制方法输出波形的谐波含量更小，波形更好。本文的谐波电流检测采用基于时域变换的谐波电流检测算法，其能够快速准确的检测出所需的谐波量。对于级联H桥的主电路结构，APF直流侧电容电压是否平衡影响着系统的稳定运行，并且决定了系统稳态运行的精度，对此文中采用了PI调节的平衡控制方法。对以上的控制方法在MATLAB中搭建了11电平的仿真模型进行仿真分析，仿真结果证明了以上方法的有效性和可行性。
　　结合级联型H桥APF的实验平台，本文设计了基于DSP与FPGA联合通信控制级联H桥APF实验平台的软件程序。在级联型H桥APF的实验样机上对所选用的无差拍控制方法进行了实验验证，实验结果证明了所采用方法的正确性和有效性。

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1.绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.4主要研究内容

2.有源电力滤波的电流检测与调制策略

2.1电流谐波检测方法概述

2.2 谐波电流检测方法

2.3多电平逆变器的调制策略

2.4本章小结

3.级联H桥有源滤波器无差拍控制方法

3.1级联H桥APF的拓扑结构

3.2级联H桥APF的工作原理

3.3无差拍控制方法

3.4 基于PI调节的直流侧电容电压平衡控制

3.5本章小结

4.级联型H桥有源电力滤波器无差拍控制方法的仿真及结果分析

4.1系统仿真参数

4.2系统仿真结果分析

4.3本章小结

5.软件设计方案与实验结果分析

5.1级联型H桥APF系统软件设计方案

5.2 实验结果及其分析

5.3本章小结

6.结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录

在校期间所发表论文