有源电力滤波器的拓扑结构与控制策略的研究

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1、东南大学硕士学位论文有源电力滤波器的拓扑结构与控制策略的研究姓名：沈亚飞申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：郑建勇20080301中文摘要随着现代工业技术的发展，电力电子装置得到了越来越广泛的应用。它们在改善我们生活的同时，也带来了越来越明显的负面效应。这些电力电子装置通过其开关动作向电网注入了大量的谐波，导致电网中电压和电流的波形畸变问题变得日益严重，已成为一种新型的主要谐波源。谐波的存在使得电网的电能质量下降，严重影响了供电和用电设备的安全运行。本文首先在对有源电力滤波器的发展、应用及工作原理作全面阐述基础上，介绍了新型APF装置的拓扑，对新型APF装置的

2、各个组成部分的工作过程作了详细论述，并提出了一种全新的谐波电流检测算法。由于APF装置补偿效果的好坏主要取决于某些关键部件的设计，因此还对有源电力滤波器中的关键部件作了重新设计，接着介绍了有源电力滤波器中的指令电流的跟踪控制策略，在综合分析比较目前比较流行的几种控制算法的基础上着重介绍了基于可变占空比的空间矢量脉宽调制法和基于限制最大参考电流的可变空间矢量滞环比较的控制法。对这两种方法的基本思想、工作原理进行了详细的阐述和推导，并在此基础上作出了两种控制策略下跟踪控制效果的仿真，并结合具体使用环境介绍了两种跟踪控制方法的智能化切换。在理论研究与仿真分析的基础上，本文提出了新型

3、有源电力滤波器装置的具体实现方法。围绕该装置的的构成，介绍了新型APF装置的逆变主电路拓扑结构，并分模块详细介绍了每个模块实现所需要的具体硬件。针对每个功能模块，详细介绍了新型控制策略下如何对装置的硬件进行设计，最后进行了系统的软件设计，并在此基础上构建装置的实验电路。通过对实验波形的分析，得出该装置补偿效果好，且长时间工作较稳定可靠的结论。【关键词】谐波抑制，新型有源电力滤波器，四桥臂变流器，指令电流跟踪补偿，等功率法，智能功率模块ABSTRACTAlongwiththedevelopmentofmodernindustry，theapplicationofpowerele

4、ctronicsequipmentbecomesmoreandmoreextensive．Theyhaveimprovedourlifes，inthesametimethenegativeeffecttheyalSOproducesbecomesmoreandmoreobvious．Alotofharmonicsareiniectedintoelectricnetworkbypowerelectronicsequipmentsbythewayofonandoffoftheswitch，whichresultintheaberrationofcurrentandvoltagew

5、aveformsinelectricnetworkbecomesanewkindofmainharmonicresources．neexistenceofharmonicsmakesthequality．ofelectricbecomepoorandaffectsthesafeoperationofelectricequipmentsbadly．Inthispaper,itfirstintroducesthedevelopment,applicationandprincipleofactivepowerfilterallsidedly．Inthefollowing,itint

6、roducesthetopologyofnewAPFequipment,expoundstheworkprocessofeverycomponentelementmakesupofthenewkindAPFequipment,andputforwardawholenewmethodusedinharmonics’detection．Inaddition,italsomakesanewdesigntothecrucialcomponentsofAPFduetothecompensateeffectofAPFisdeterminedwiththedesignofsomecruci

7、alcomponents．ThestrategyoftrackingtheinjunctivecurrentinAPFisintroduced．Ingeneralcomparisonwithsomepopularcontrolmethods，thepaperintroducesthecontrolmethodofSVPWMbasesinalterabledutyfactorandhysteresiserrorscomparisoninalterablespacevectorbasesinthelimit