有源電力濾波器控制方法及裝置研究

頁數(shù)：63 字?jǐn)?shù)：36578
碩士論文


目 錄
摘要……………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 緒論…………………………………………………………………………1
1.1 課題背景及其意義……………………………………………………………2
1.1.1 諧波產(chǎn)生的原因…………………………………………………………
1.1.2 諧波治理的意義…………………………………………………………
1.2 諧波治理的措施………………………………………………………………
1.3 有源電力濾波器的研究現(xiàn)狀…………………………………………………
1.4 本文的主要研究內(nèi)容…………………………………………………………
第2章 新型混合型大功率有源電力濾波器的研究………………………………
2.1 有源電力濾波器的工作原理…………………………………………………
2.2 有源電力濾波器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)……………………………………………
2.3 新型混合型大功率有源電力濾波器…………………………………………
2.3.1 NHHAPF提出背景………………………………………………………
2.3.2 NHHAPF的結(jié)構(gòu)及濾波原理……………………………………………
2.4 NHHAPF的補(bǔ)償特性分析……………………………………………………
2.4.1 NHHAPF穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償特性分析……………………………………………
2.4.2 無源濾波器失諧對NHHAPF穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償特性的影響……………………
2.4.3 NHHAPF抑制電網(wǎng)諧振的特性分析……………………………………
2.5 小結(jié)……………………………………………………………………………
第3章 NHHAPF的控制方法研究………………………………………………
3.1有源電力濾波器控制的研究現(xiàn)狀……………………………………………
3.1.1 有源電力濾波器的指令信號計(jì)算………………………………………
3.1.2 有源電力濾波器的開關(guān)模式的求取……………………………………
3.2 NHHAPF控制策略研究………………………………………………………
3.2.1 NHHAPF的建?！?br>3.2.2 遞推積分PI控制算法……………………………………………………
3.2.3 模糊控制器的實(shí)現(xiàn)………………………………………………………
3.2.4 模糊-遞推積分復(fù)合PI控制算法………………………………………
3.3 仿真分析………………………………………………………………………
3.4 本章小結(jié)………………………………………………………………………
第4章 NHHAPF系統(tǒng)裝置的研究………………………………………………
4.1 NHHAPF系統(tǒng)概述……………………………………………………………
4.2 NHHAPF系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)…………………………………………………
4.2.1 無源濾波器的設(shè)計(jì)………………………………………………………
4.2.2 有源部分的設(shè)計(jì)…………………………………………………………
4.2.2.1 功率開關(guān)器件的選擇………………………………………………
4.2.2.2 逆變器直流側(cè)電容的設(shè)計(jì)…………………………………………
4.2.2.3 輸出濾波器和耦合變壓器的設(shè)計(jì)…………………………………
4.3 NHHAPF的控制系統(tǒng)…………………………………………………………
4.4 NHHAPF諧波分析子系統(tǒng)……………………………………………………
4.4.1 諧波分析子系統(tǒng)硬件平臺………………………………………………
4.4.2 諧波分析子系統(tǒng)軟件平臺………………………………………………
4.5 工程應(yīng)用研究…………………………………………………………………
第5章 總結(jié)與展望…………………………………………………………………
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………
致謝……………………………………………………………………………………


摘 要
本論文以江西某銅箔廠的諧波治理和無功補(bǔ)償為研究對象，從有源電力濾波器APF( Active Power Filter)的基本原理出發(fā)，對有源電力濾波器的建模、控制和裝置研制等三個方面進(jìn)行了詳細(xì)的研究，為高壓、大功率有源電力濾波器在國內(nèi)的早日普及應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)、奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
論文以新型混合型大功率有源電力濾波器NHHAPF（Novel Hybrid High-capacity Active Power Filter）的實(shí)現(xiàn)為主線，對有源電力濾波器的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。首先分析和比較了目前常用的混合型有源電力濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并針對大型工礦企業(yè)諧波治理的特點(diǎn)和要求，提出了一種新穎的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)—新型混合型大功率有源電力濾波器NHHAPF，并分析了NHHAPF的補(bǔ)償特性；然后，對NHHAPF的指令電流信號進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模推導(dǎo)，據(jù)此提出了模糊-遞推積分PI復(fù)合控制算法，滿足了諧波治理工程應(yīng)用的需要；最后詳細(xì)闡述了NHHAPF系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)和研制過程，對輸出濾波器的設(shè)計(jì)和諧波分析子系統(tǒng)等技術(shù)都有深入的論述，形成了較為完善的大型工礦企業(yè)諧波治理和無功補(bǔ)償理論和方案。

關(guān)鍵詞：新型混合型大功率有源電力濾波器；補(bǔ)償特性；模糊-遞推積分PI復(fù)合控制算法；諧波分析子系統(tǒng)；

ABSTRACT
Taking the harmonic attenuation and reactive power compensation of the power distribution network at Jiangxi copper company as the object of study, this thesis studies modeling, control and equipment of Active Power Filter (ab. APF), based on basic principle of APF. This research prepare theory and technological knowledge for its universal application in our country, and accumulate experiences for its high-voltage and high-power application.
The study is focused on NHHAPF—Novel Hybrid High-capacity Active Power Filter, research on some key technology of APF. Firstly, after the comparison of the existing Hybrid Active Power Filters, a NHHAPF is proposed here to meet the given situation of big factories and mine harmonic elimination. Then, based on the analysis of compensation characteristic and mathematic modeling of NHHAPF, the fuzzy-recursive integral PI complex control algorithm is proposed. Finally, the NHHAPF system is established with detailed realization, the output filter and harmonic analyzing subsystem are discussed in-depth.
This project is funded by National “863” Plan Channel Project of China(NO. 2004AA001032) and National Natural Science Foundation of China(No. 60474041）. The production of the project is listed as one of the new important products in China[2003ED770013].

KEY WORDS: Novel High-capacity Hybrid Active Power Filter; Compensation Characteristic; Fuzzy-Recursive Integral PI Complex Control Algorithm; Harmonic Analyzing Subsystem;


第1章 緒 論
隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步尤其是電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，一方面電網(wǎng)中的諧波污染隨著非線性負(fù)載的數(shù)量和容量日益增加而日趨嚴(yán)重，另一方面供電方及其電力系統(tǒng)設(shè)備、用戶及其用電器對電能質(zhì)量的要求也越來越高，因此對電網(wǎng)的諧波污染進(jìn)行綜合治理已成為擺在科技工作者面前的一個具有重要現(xiàn)實(shí)意義的研究課題。