并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的研究.pdf

1、諧波抑制和無功功率補(bǔ)償是涉及電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、理論電工等領(lǐng)域的重大課題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，電力電子裝置在工業(yè)和民用領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，由此帶來的諧波和無功問題引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。并聯(lián)電抗式混合有源濾波器（ParallelInductorTypeHybridActivePowerFilter，PITHAPF）是一種能夠?qū)Ω咧C波含量和低功率因數(shù)的負(fù)載同時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)諧波和無功綜合補(bǔ)償?shù)男滦碗娏﹄娮友b置。該裝

2、置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用三相四橋臂變流器，通過耦合變壓器與一個(gè)小電感并聯(lián)，再與無源電力濾波器組串聯(lián)，最后并聯(lián)接入電網(wǎng)運(yùn)行。本文對(duì)這種混合有源濾波器展開了研究。
　　 第一章闡述了研究課題的背景、意義和本文的主要研究?jī)?nèi)容。首先介紹了電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原因、危害以及治理諧波的主要措施，然后總結(jié)了有源濾波器的發(fā)展歷程和國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，最后提出本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　 第二章對(duì)并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和補(bǔ)償特性展開研究。文

3、章首先對(duì)目前常見的混合有源濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和基本工作原理進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上提出并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。文中采用輸出建模方法，對(duì)并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的電流源控制策略進(jìn)行了研究，通過理論分析和Matlab仿真，比較了開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制下混合有源濾波器的濾波性能和諧振抑制性能。
　　 第三章研究了并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的諧波實(shí)時(shí)檢測(cè)算法。文章首先介紹了常見的諧波實(shí)時(shí)檢測(cè)算法，闡述了這些檢測(cè)算法的基

4、本原理和優(yōu)缺點(diǎn)。然后重點(diǎn)研究了目前應(yīng)用最為廣泛的基于瞬時(shí)無功功率理論的ip-iq法。為了降低諧波檢測(cè)和控制器延時(shí)對(duì)有源濾波器控制精度的影響，提出基于推廣ip-iq法的諧波并行檢測(cè)算法，在Matlab中搭建仿真系統(tǒng)，將其與傳統(tǒng)的ip-iq法進(jìn)行比較，驗(yàn)證了算法在穩(wěn)態(tài)檢測(cè)精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度方面的優(yōu)勢(shì)。
　　 第四章對(duì)并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的PWM跟蹤控制方法進(jìn)行了研究。文章首先介紹了跟蹤型PWM控制方法的研究現(xiàn)狀，比較了電流滯環(huán)控

5、制、定時(shí)比較控制、三角載波控制、空間矢量脈寬調(diào)制和無差拍控制的基本思想和實(shí)現(xiàn)方法。然后采用開關(guān)函數(shù)法，建立并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的數(shù)學(xué)模型，通過從α-b-c坐標(biāo)系到α-β-O坐標(biāo)系的變換，實(shí)現(xiàn)了三相四橋臂變流器的解耦控制。文章重點(diǎn)研究了基于空間電壓矢量的電流滯環(huán)PWM控制方法，應(yīng)用PSCAD/EMTDC軟件進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了諧波檢測(cè)算法和PWM跟蹤控制算法的正確性，比較了不同控制策略下混合有源濾波器的補(bǔ)償效果。
　　 第五章在上

6、述理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的樣機(jī)。首先以某工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù)，采用最小電容安裝容量法確定了無源濾波器的組成及參數(shù)。然后，通過理論計(jì)算、仿真分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試，確定了三相四橋臂變流器、輸出濾波器、耦合變壓器和并聯(lián)電感的器件參數(shù)和要求。最后，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了混合有源濾波器的補(bǔ)償效果。
　　 第六章對(duì)本文工作進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)需進(jìn)一步開展的工作進(jìn)行了展望。
　　 [關(guān)鍵詞]：混合有源濾波