并联型有源电力滤波器关键技术的研究与实现

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1、UDC：621.3密级：公开中文图书分类号：TM46学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：并联型有源电力滤波器关键技术的研究与实现论文作者：田正领域：控制科学与工程指导教师：綦慧副教授论文提交日期:2017年4月UDC：621.3学校代码：10005中文图书分类号：TM46学号：S201402159密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文（全日制）题目：并联型有源电力滤波器关键技术的研究与实现英文题目：RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFTHEKEYTECHNOLOGIESONSHUNTACTIVEPOWERFILTE

2、R论文作者：田正领域：控制科学与工程研究方向：电力电子与电气传动申请学位：工学硕士指导教师：綦慧副教授所在单位：信息学部答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过得研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作过得同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确说明并表示了谢意。签名：田正日期：2017年5月22日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、

3、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：田正日期：2017年5月22日导师签名：綦慧日期：2017年5月22日摘要摘要随着科学技术的飞速发展，大量的非线性半导体元件被广泛应用到各领域中。这在极大方便人们的生活和生产的同时也给电力系统带来了不可忽视的谐波污染。日益严重的谐波污染不仅会造成电能的传输效率低下，还会使电设备过热，产生机械振动；此外，较高频率的谐波还会令电力系统向外发射强烈的电磁噪声，严重时会影响附近通信设备的正常工作。鉴于

4、此，电网谐波治理已成为目前国内外电气工程领域亟待解决的问题。有源电力滤波器(Activepowerfilter,简称：APF)作为一种动态抑制谐波、补偿无功功率的新型电力电子装置，可以对不同频率的电网谐波进行动态的跟踪补偿。因此其逐渐成为电网谐波治理领域的研究热点。本文将以并联型有源电力滤波器作为研究对象，对其关键技术进行深入研究和分析，以期通过设计相应的优化措施，提高系统性能。本文首先介绍了目前电网谐波污染的主要原因，并简要分析了其给电力系统造成的危害；同时对现有的谐波治理手段进行了阐述，从而明确阐述了APF在电网谐波治理领域所存在的优势。文中以并联型有源电力滤波器为研究对象

5、，详细阐述了其关键技术的发展现状。其次，考虑研究对象的特点以及技术实现的可行性，选取基于迭代傅里叶变换的谐波检测方法产生系统指令电流；在详细分析并联型APF工作原理的基础上，选取改良的三角载波电流控制方法作为系统电流跟踪控制策略。再次，根据并联型APF的拓扑结构及工作原理，在matlab/simulink上搭建了系统的仿真模型并进行了一系列的仿真实验。所得的仿真结果充分表明基于本文控制策略的APF抑制谐波、补偿无功功率的效果明显；并且所采用的优化措施对于提高APF系统性能具有良好的效果。最后，基于DSPTMS320F2812芯片详细设计了APF实验样机的硬件系统和控制软件，并搭

6、建了实验平台。基于该实验平台，完成了系统各单元的功能调试和最终的谐波抑制以及无功补偿实验。通过对实验结果的分析充分验证了本文所采用的控制策略及优化措施的有效性和实用性，为相关研究奠定了技术基础。关键词：谐波污染、有源电力滤波器、无功功率补偿；IAbstractAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,alotofnonlinearsemiconductordeviceshavebeenwidelyusedinvariousfields.Asitbroughtgreatconveniencetopeople’slife,th

7、eseriousharmonicpollutionhasappearedinthepowersystem.Theincreasingseriousharmonicpollutioncannotonlyreducepowertransferefficiency,butalsocausetheequipmentoverheatandvibration.Inaddition,strongelectromagneticnoisewillbemadebythehigh-frequencyharmoni