直流侧有源电力谐波与无功补偿装置研究与设计

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1、直流侧有源电力谐波与无功补偿装置研究与设计专业：检测技术与自动化装置硕士生：赵曦指导老师：姜孝华教授摘要随着电力电子技术的发展及电力电子装置的普遍应用，在电力系统中产生了大量的电力谐波，谐波问题已引起了世界各国的广泛关注和重视。有源电力滤波器(ActivePowerFilter，简称APF)是治理电网谐波的一种行之有效的方法。直流侧有源滤波器是一种新的主电路拓扑结构，与传统的有源电力滤波器相比，在不增加开关应力的情况下，功率开关的数量减少一半，电路结构简单；与功率因数校正电路相比，由于与负载并联只提供谐波与无功电流，所需处理的功率

2、小、效率更高。本文首先对直流侧有源电力滤波器(Dc侧APF)的基本原理和主电路的拓扑结构设计做了深入的分析和研究，指出传统的APF主电路存在的不足，并提出改进方案；鉴于装嚣中对开关器件利用率的考虑，提出一种近似的计算开关电流应力的方法，为工程计算提供了理论依据；之后基于OrCAD／PSpice软件建立了Dc侧APF系统的电路仿真平台，通过仿真研究了控制器参数的选定问题，发现当非线性负载电流畸变严重时，单周统一常频积分控制会出现局部失控的现象，并对此做了深入的理论分析。从优化单周统一常频积分控制的角度出发，提出DC侧APF的锯齿波P

3、WM控制方法，对单周统一常频积分控制和传统的PWM控制建立了统一模型描述。文中最后提出将Dc侧APF系统的统一模型应用单片机实现，并给出了控制系统框图和设计方案。关键词：单周控制，直流侧，有源滤波器，电流应力，OrCAD／PSpiceTheResearchandDesignofDCsideActivePowerHarmonicandVarCompensatorsMajorNameSupervisorMeasurementTechnologyandAutomationDeviceCreekZhaoProf．XiaohuaJiangA

4、bstractAgreatamountofpowerharmonicisproducedalongwiththedevelopmentofpowerelectronicsandthewideapplicationofpowerelectronicsequipments．Manypeoplehavepaidmuchattentiontocorrectpowerharmonicallovertheworld．Activepowerfilter(APF)isregardedasaneffectivewaytocorrectpowerha

5、rmonic．ActivepowerfiltermovingfromACsidetoDCsideisanewtopology-DCsideactivepowerfiher．ComparedwiththetypicalshuntAPF,forwhichthereisfourpowerswitchesneeded，theDCsideAPFonlyneedtwoactivepowerswitcheswithoutaddingtheswitchvoltageandcurrentstress．Incontrasttopowerfactorc

6、orrection(PFC)，DCsideAPFisconnectedinparallelwiththenonlinearload．Therefore，DCsideAPFprovidesonlytheharmonicandreactivecurrent，theenergyefficiencyishigherandpowerprocessingcapabilityissmaller．Firstly,thethesismakesadeepanalysisandresearchinthebasicworkingprincipleandt

7、opologyofDCsideAPF,discoveringsomeproblemsinthetypicalshuntAPFtopologyandallimprovementschemeispresented．FromtheviewofswiIchutilization，aproximatealgorithmisproposedforcalculatingtheswitchcurrentstress，forthetheorybasisofengineeringcalculation．Secondly，thethesismakesU

8、SeofOrCAD／PSpicetofoundthecircuitlogicsimulationplatformofDCsideAPFsystem．Throughsimulation，analyzehowtomakechoiceofsystempa