基于P-cell和N-cell單元的有源電力濾波器的研究.pdf

1、電力電子技術的迅猛發(fā)展顯著提高了現代電氣化程度，但同時也不可避免的帶來各類電能質量問題。其中，由于大量非線性負荷的投入與使用而向電網注入的諧波和無功問題最為嚴重。不僅會降低系統整體運行效率，還會影響擾動其他裝置，甚至使用戶設備無法安全穩(wěn)定運行。有源電力濾波器（APF）在諧波抑制與補償無功領域具有顯著優(yōu)勢，諸如：響應迅速、實時性好、受系統阻抗參數影響小、可控性高等，因而始終占據著不可替代的地位。
　　本文以并聯型三相三線制 APF為

2、研究對象，從主電路拓撲結構、輸出濾波器和電流跟蹤控制策略幾個方面進行了深入研究。
　　主電路設計的合理與否直接影響諧波電流的檢測與控制。傳統的變流器在工作時存在橋臂開關管直通問題，必須通過設置死區(qū)時間加以回避。為此，本文提出一種基于P-cell和N-cell單元的變流器拓撲。在橋臂公共端放置鏈接電感限制電流變化率，從根本上解決了由死區(qū)導致的波形失真問題。將此種拓撲結構應用于APF中，能夠提高系統的可靠性，并且改善輸出波形質量。在此

3、基礎上建立數學模型并對APF的具體工作模態(tài)做了詳細分析。
　　輸出濾波器的使用主要為抑制高頻諧波，特別是開關頻率處的諧波。LCL濾波器性能優(yōu)良，技術相對成熟。然而，經研究發(fā)現，其對開關次諧波的抑制能力依然有限。為了進一步增強濾波器的高頻衰減能力、減小濾波裝置體積，本文對傳統濾波器加以改進。單獨設置一個 LC諧振支路用以旁路開關次諧波，避免其過多地注入電網造成污染。通過加入無源阻尼提高了系統的穩(wěn)定性。分析了該濾波器的諧振頻率特性，并

4、對影響濾波效果的相關因素加以討論。根據上述分析成果設計了濾波器參數。最后，通過仿真實驗對所提方案的正確性加以驗證。
　　高階濾波器的采用對系統的控制提出了更高的要求，傳統的PI控制不能無靜差跟蹤直流信號以外的其他信號，而基于內模原理的重復控制穩(wěn)態(tài)精度較高，但其快速性欠佳。因此，本文采用以上兩種方法構成復合控制策略，即可同時滿足響應速度與穩(wěn)態(tài)精度的要求。文中建立了控制系統模型，并設計了復合控制器參數。通過對系統穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)特性的分析