容錯型三相四開關有源電力濾波器控制研究.pdf

1、隨著電力電子技術的迅速發(fā)展，工業(yè)和生活中電力電子設備的應用日益增多，隨之產生的電能質量問題得到了廣泛的關注。其中諧波污染對電網的電能質量與用電設備的正常運行都有很大的影響，危害嚴重。APF(Active power filter)作為電網諧波主動治理的重要措施，近年來得到了廣泛的研究，并已大量投入使用。逆變器作為APF的關鍵部分，逆變器的可靠運行必須得到保證。逆變器中的功率開關器件始終處于高頻運行狀態(tài)，容易發(fā)生故障，是逆變器電路中的薄弱

2、環(huán)節(jié)。因此，研究APF中逆變器的故障診斷技術及容錯控制策略為提高APF運行的可靠性和安全性具有重要意義。
　　目前采用的APF容錯方法，大多是使用逆器多度冗余方法，在故障后將冗余逆變器投切到系統(tǒng)中繼續(xù)使用。該方法設備體積大，且成本較高。本文在分析三相六開關并聯(lián)型APF的基本原理的基礎上，引出了基于開關冗余的容錯型三相四開關拓撲，該容錯拓撲無需配備多余器件，因此設備體積小，成本低，適用范圍較廣。本文研究和分析了三相四開關容錯拓撲轉換

3、過程;對三相四開關APF進行了數學模型的建立，并對三相四開關APF數學模型進行了坐標轉換，將其從abc靜止坐標系轉換到了dq坐標系，得到了三相四開關APF dq坐標系下的數學模型，為三相四開關APF控制策略的研究打下了理論基礎。
　　快速而準確的故障診斷是APF實現(xiàn)容錯運行的基本前提。電壓信號作為故障信號具有不受系統(tǒng)和負載影響的優(yōu)點，可靠性較。本文在對不同情況下APF單相橋臂故障進行電壓分析的基礎上，采用了一種基于下管電壓檢測的故

4、障診斷方法;分析了由開關延時造成的誤診斷原理，提出了一種誤診斷消除辦法，并利用Matlab-Simulink搭建了仿真平臺，驗證了APF單相故障診斷方法的可行性。
　　分析并對比了三相四開關APF直接電流控制策略和諧波電流控制策略，采用了一種在dq坐標系下的直接電流控制方法;在直流母線電壓控制方面，分析并設計了模糊PI調節(jié)器;對于直流母線電容電壓偏差問題，采用了一種前饋補償辦法對其進行補償，并對其進行了仿真驗證，仿真驗證了該控制方