★有源电力滤波器论文摘要范文有源电力滤波器论文摘要写

有源电力滤波器论文摘要范文有源电力滤波器论文摘要写 为了克服传统有源电力滤波器的频带较宽和基于基波磁通补偿的有源电力滤波器保护相对困难的缺点,提出了一种并联型有源电力滤波器的新型控制方法.其基本原理为:将一个具有低漏抗的变压器一次侧并联在电力系统和谐波源两端,检测变压器一次侧的基波电压,以该基波电压作为参考信号,通过电力电子逆变器产生一个基波电压源施加到变压器二次侧,调节施加到二次侧的电压源的大小可以使并联变压器对基波呈现为一个可调电抗器来实现无功补偿,同时对谐波呈现为低阻抗,自动起到了滤波的作用.该有源电力滤波器具有系统结构和控制简单、保护方便、控制器更容易设计、多功能、易用于高压系统等特点.文中还分析了减小变压器漏感的方法、三相系统拓扑、系统控制策略、新型有源电力滤波器与基于基波磁通补偿的有源电力滤波器的关系.实验结果证明了该原理的有效性. 关于有源电力滤波器直流侧电压的研究主要集中在如何实现电压的稳定控制,很少有人研究直流侧电压能够满足条件的最小值.为此针对直流侧电压具体设定值这一问题,借鉴逆变器电压利用率的概念,分别计算了三角波电流比较方式和空间矢量脉宽调制控制下的直流电压利用率,并计算出两者的差值.为计算空间矢量脉宽调制控制下直流电压所需满足的条件,分别推导了单相和三相有源电力滤波器直流侧电压作用机理的数学公式,最后得到了直流侧电压的计算公式.通过大量仿真计算,统计出最佳直流侧电压变动范围,与理论计算出的值基本一致,验证了理论推导的合理性. 针对并联混合型有源电力滤波器谐波电流注入支路中存在阻塞谐波电流注入的阻抗问题,提出一种改进注入支路的并联混合型有源电力滤波器,使谐波注入支路上不存在影响补偿谐波电流注入电网的阻抗.根据该新型电路结构,通过分析谐波补偿和基波有功电流控制的原理,得出有源部分逆变器输出电压目标值的计算公式,并提出一种新的定频滞环电压控制方法用于控制逆变器输出电压,从而间接地实现了谐波补偿电流和直流侧电容电压的精确控制.最后,通过PSIM仿真实验和物理装置模拟实验验证本文所提新型注入支路和定频滞环控制方法的可行性和有效性. 针对高压有源电力滤波器,为了减小有功损耗且提高补偿性能,提出一种改进型混合级联多电平拓扑结构,等效为电压源与电流源相串联.电压源由混合级联27电平变换器构成,其输出电压的基波分量与高压配电网电压相抵消,从而为电流源的运行提供了很低的电压环境.电流源由PWM变换器构成,其额定功率很小,IGBT开关频率较高,从而使得有源电力滤波器具有极好的补偿性能.有源电力滤波器的主要功率由开关频率50/60 Hz的方波变换器输出,从而使得有源电力滤波器的总损耗很小.理论分析与仿真结果证明了该新型拓扑结构的有效性. 为了满足强磁场装置电源供电极低电流纹波的要求,采用了并联有源电力滤波器.首先简述了并联有源电力滤波器的工作原理,并设计了一种新型的双向DC-DC变换器取代了以往并联有源电力滤波器中使用的水冷电阻,实现了对并联有源电力滤波器中的电容器进行快速充电与快速放电,从而降低了能量损耗.然后详细分析了变换器快速充电与快速放电的工作过程,并给出了具体的设计参数.最后进行了仿真验证,通过仿真波形可以看出,该双向DC-DC变换器可以正常工作,能够顺利实现能量的双向流通,满足并联电力有源电力滤波器的设计要求. 有源电力滤波器对于电能质量的调整和控制将是未来最重要的的先进手段之一,而其中,并联型有源电力滤波器过去和将来都将占据最主流的地位.目前国内有源电力滤波器市场正渴求具有自主知识产权和核心技术,并且价格合理的实际产品.本文针对最基础、最实用并且最利于产业化的并联有源电力滤波器进行了较为系统和深入的理论与应用研究,为其实用化奠定了较好的基础. 揭示三相四开关逆变器输出平衡电压的基本控制规律,在此基础上提出一种改进型空间矢量脉宽调制算法,可应用于三相四开关并联型有源电力滤波器.该算法采用新型坐标变换,使基本电压空间矢量位于两相静止坐标系的坐标轴上,从而使电压空间矢量的选择及其作用时间的计算只需通过两个线电压的四则运算即可完成.与传统方法相比,该算法具有检测环节少、计算量小、精度高等优点.针对三相四开关有源电力滤波器输出电压矢量中不含零矢量的特点,通过使一对幅值相同、方向相反的基本电压空间矢量作用相同时间的方法进行零矢量合成,提出一种五段式SVPWM算法,该方法控制逻辑简单,逆变器输出谐波含量低.仿真和实验结果证明了所提算法的有效性. 直流侧电压的控制是并联型有源电力滤波器(active power filter,APF)的关键技术之一.直流侧电压的大小将影响到APF的功率损耗和补偿性能.而在复杂的工业应用场合,各种负载的波动将会造成APF公共耦合点的电网电压的波动,进而影响到APF的补偿性能.以三相三线并联型有源电力滤波器为例,分析APF的功率损耗和直流侧电压之间的关系以及补偿性能和直流侧电压、电网电压之间的关系,并提出一种采用下垂调节器来控制直流侧电压指令值的控制策略.当电网电压升高时,提高直流侧电压,从而提高APF的补偿性能,当电网电压降低时,降低直流侧电压,在保证APF的补偿性能的基础上降低功率损耗.仿真和实验结果验证了理论分析,采用下垂调节器能够实现APF功率损耗和补偿性能的综合优化. 基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器(active power filter,APF)应用于高电压、大容量的谐波抑制场合时,受变压器励磁支路谐波电压的影响,逆变器不能等效为基波电流源,其输出电流将含有大量的谐波,从而影响滤波效果.以逆变器为核心,推导出在励磁支路谐波压降影响下的串联变压器的谐波等效阻抗.并以此为基础,从理论上分析励磁电感和变比对串联变压器谐波等效阻抗和APF滤波效果的影响.仿真结果验证了理论分析的正确性.最后,针对广东某厂10kV、1MVA电力负荷,研制一套基于基波磁通补偿的串联混合型有源滤波器工程样机,取得非常好的滤波效果. 电力电子技术的飞速发展,一方面给电能的变换和应用带来了方便,另一方面又给电力系统带来了较严重的电能质量问题,如谐波污染、无功问题、电压波动及不平衡等.有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)被公认为是治理电网谐波及无功污染、改善电能质量最有效的手段,已成为电力电子技术应用中一个比较新的研究热点.但是APF在国内的应用还远没达到成熟阶段,与无源滤波器相比,在实际应用中仍然居于次要地位,有很多问题有待于进一步研究和完善.为此,本文对APF的检测、控制及实现技术进行了深入的研究,这些研究工作对APF的早日工业化推广应用具有重大意义. 本文分析了目前常用的谐波电流检测方法,这些检测方法多着眼于三相电路,不能直接应用于单相电路及四相电路,在应用的通用性上存在一定的缺陷.因此,在进一步完善FBD法定义的基础上,本文提出了一种能广泛适用于单相电路、三相电路以及四相电路的通用谐波电流检测方法,并对该方法进行了推广研究,使之能检测出基波有功电流、基波无功电流、基波负序电流、谐波电流以及任意次谐波电流等.针对这三种电路,分别给出了检测原理框图,同时对影响检测方法准确性和动态特性的低通滤波器的设计进行了研究. 为了提高APF的电流跟踪性能,本文提出了两种APF电流控制方法.(1)基于电压空间矢量的APF滞环电流控制方法.该方法利用电流误差矢量与参考电压矢量的空间分布给出最佳的电压矢量切换,使电流误差控制在滞环宽度以内.采用电压空间矢量消除了相间影响,并且其实现简单,无需复杂的矢量变换.(2)电压空间矢量预测电流控制方法.该方法在当前采样时刻预测下一采样时刻的指令电流,计算出APF在下一采样时刻的输出端参考电压,再利用电压空间矢量调制得出控制开关信号,以达到电流跟踪控制目的.仿真实验结果表明,与传统滞环电流控制方法相比,这两种APF电流控制方法均具有更好的电流控制效果.本文还讨论了APF主电路直流母线电压控制的基本原理以及控制方法.在传统的基于PI控制的直流母线电压控制方法的基础上,本文提出了将模糊控制和PI控制复合使用的直流母线电压控制新方法.该方法充分的发挥了模糊控制与PI控制各自的优点,具有动态响应快、超调小、静态误差小的特点,并且实现简单,满足多种变化负载情况下的直流母线电压控制要求. 本文对100kVA并联型APF的主电路及其*电路进行了深入的研究.详细讨论了主电路开关器件的选择、缓冲电路和驱动保护电路的设计,并且采用理论分析和仿真实验相结合的方法,给出了直流母线电压的取值、直流母线电容量的选择以及交流侧滤波电感值的选择方法.并根据上述分析方法得出了100kVA并联型APF的主电路具体器件选型及*电路的详细设计参数. 最后,本文介绍了10