LCL滤波三相并联有源电力滤波器研究

摘要

有源电力滤波器因其在电网谐波治理上高效准确的特点，越来越获得企业认可，本文以此为契机，在实验室展开对三相并联有源电力滤波器的研究。
　　本文从简单的单相半桥APF拓扑入手，从调制的宏观角度揭示拓扑演变规律，并拓展到三相三线半桥;对于LCL滤波将其拆分为单电感和LC滤波的独立分析策略，并从纹波推算的角度得出LCL滤波参数的设计方法;在ip-iq法基础上，拓展推导出任意次正序、负序谐波电流提取方法;对传统三相软件锁相策略进行改进，设计出兼顾动态、稳态性能的三相锁相策略，并拓展到单相软件锁相;从补偿电流对直流母线电压脉动影响的角度，对常规电压环改进设计以减小电压脉动对APF谐波补偿的影响;半桥驱动中开关死区会影响电流跟踪，文中采用高稳态性能的重复控制策略进行电流跟踪。
　　针对三相三线对称阻感负载、阻容负载和三相三线不对称负载，搭建了Matlab/Simulink仿真和实验平台，其谐波补偿实验均取得良好效果，验证了本文APF研究策略的可行性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 国内外APF研究概况

1．3 研究本课题的主要内容

第二章 并联型APF拓扑定性分析

2．1 单相半桥SAPF

2．2 单相H桥SAPF

2．3 三相半桥SAPF

2．4 本章小结

第三章 电流纹波计算及LCL滤波参数设计

3．1 单相半桥开关纹波计算

3．2 三相四线半桥开关纹波计算

3．3 三相三线开关纹波计算

3．4 LCL滤波及参数选择

3．5 本章小结

第四章 谐波及正负序分量提取策略

4．1 ip-iq算法

4．2 数字低通滤波器设计

4．3 本章小结

第五章 相序检测及三相、单相锁相策略

5．1 硬件锁相

5．2 三相相序检测

5．3 三相软件锁相

5．3．1 侧重动态性能的锁相方法

5．3．2 侧重稳态性能的锁相方法

5．3．3 兼顾稳态和动态性能的镇相方法

5．4 单相软件锁相

5．4．1 构造β分量法软件锁相

5．4．2 乘法鉴相法锁相

5．5 本章小结

第六章 直流电压脉动分析及电压环改进设计

6．1 单相半桥PWM整流直流电压脉动分析

6．2 三相四线半桥PWM整流直流电压脉动分析

6．3 三相四线半桥APF直流电压脉动分析

6．3．1 基波负序分量

6．3．2 基波零序分量

6．3．3 三次零序分量

6．3．4 五次负序分量

6．3．5 七次正序分量

6．4 三相三线半桥APF直流电压脉动分析

6．5 电压环改进设计

6．6 本章小结

第七章 死区影响及电流重复跟踪控制

7．1 常规电流环设计

7．1．1 不考虑死区分析

7．1．2 考虑死区分析

7．2 电流环重复控制

7．3 本章小结

第八章 仿真及实验结果

8．1 三相三线SAPF仿真结果

8．2 三相三线SAPF实验结果

8．3 本章小结

第九章 总结与展望

9．1 总结

9．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况