基于空間矢量滯環(huán)控制策略的并聯(lián)型有源電力濾波器的研究.pdf

1、近年來，電力電子技術(shù)的快速發(fā)展使得各種電力電子裝置和非線性負(fù)載越來越普遍的應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域。由于它們非線性和多樣性的特點(diǎn)的存在，雖然能令人們高效利用電能，但同時也產(chǎn)生了大量的諧波電流。這些諧波電流會注入到電網(wǎng)中，使得電網(wǎng)諧波污染的情況越來越嚴(yán)重。諧波不僅影響著電力設(shè)備安全穩(wěn)定的正常運(yùn)行，甚至嚴(yán)重威脅了電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力系統(tǒng)諧波的治理早已成為一個被廣泛關(guān)注的研究課題。有源電力濾波器(ActivePowerFilter，縮寫

2、為APF)是一種無功和諧波的新型綜合補(bǔ)償裝置，其優(yōu)點(diǎn)是能連續(xù)動態(tài)實(shí)時地抑制電網(wǎng)中的各次諧波和有選擇地補(bǔ)償無功功率等不平衡量，響應(yīng)速度快等。有源電力濾波器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，與無源濾波器相比，其適應(yīng)能力更強(qiáng)，并能通過改變APF的控制策略，實(shí)現(xiàn)治理不同諧波源的目的。
　　 本文圍繞三相三線制并聯(lián)型有源電力濾波器為研究對象，討論在研發(fā)并聯(lián)有源電力濾波器的過程中的一些需要重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)。本文把有源電力濾波器的補(bǔ)償電流跟蹤控制策

3、略作為探討和研究的切入點(diǎn)，著重研究如何提高APF補(bǔ)償諧波的效果。
　　 首先，綜述當(dāng)前電網(wǎng)中的諧波問題、諧波危害。討論了常用的一些諧波抑制技術(shù)，可以看出有源電力濾波器可以更加有效地補(bǔ)償諧波電流，和更好地改善電能質(zhì)量。并對有源電力濾波器的發(fā)展情況進(jìn)行了回顧
　　 其次，在簡要敘述了諧波檢測算法，分析了基于瞬時無功功率理論的p-q和ip-iq諧波檢測法。針對目前基于滯環(huán)原理的補(bǔ)償電流跟蹤控制環(huán)節(jié)的局限性，提出了目前比較適用于

4、數(shù)字控制的空間矢量滯環(huán)PWM控制方法。在詳細(xì)分析空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)原理的基礎(chǔ)上，著重描述了如何通過電流誤差矢量的區(qū)域和參考電壓矢量的區(qū)域判斷逆變器輸出的電壓矢量所在區(qū)域的方法。最后簡單分析了進(jìn)行逆變器直流側(cè)電壓控制和軟啟動控制的目的。
　　 接著，在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下搭建并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)的仿真模型，諧波檢測算法采用基于瞬時無功功率理論的ip-iq檢測法，分別對基于傳統(tǒng)滯環(huán)PWM控制策略和

5、基于空間矢量滯環(huán)PWM控制策略進(jìn)行仿真比較。通過理論分析推導(dǎo)及仿真研究，尋找系統(tǒng)中可能影響控制效果的參數(shù)，并試驗加以調(diào)整，以達(dá)到改進(jìn)控制效果的目的。通過與傳統(tǒng)滯環(huán)電流跟蹤控制方法仿真結(jié)果相比較，該系統(tǒng)具有響應(yīng)快、精度高的優(yōu)點(diǎn)，能夠精確、迅速地檢測出并補(bǔ)償諧波電流。
　　 最后在理論分析和仿真實(shí)驗的基礎(chǔ)上，以江蘇省蘇州市電力設(shè)備與自動化重點(diǎn)實(shí)驗室中有源電力濾波器樣機(jī)為實(shí)驗平臺，探討了與本課題相關(guān)的實(shí)驗樣機(jī)的硬件設(shè)計過程。在此基礎(chǔ)上