有源电力滤波器电流控制器设计毕业论文.doc

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1、有源电力滤波器电流控制器设计毕业论文目录1绪论11.1谐波的危害11.2抑制谐波的方式21.4有源滤波技术的研究现状和发展趋势41.5谐波标准81.6本文主要研究的内容102有源电力滤波器结构及谐波电流检测方法102.1有源电力滤波器的结构及工作原理102.2谐波电流检测方法123并联型有源电力滤波器主电路参数设计方法143.1有源电力滤波器容量153.2主电路直流侧电压的选取153.3功率器件的选择163.4主电路直流侧电容的计算173.5主电路交流侧电感参数计算184有源电力滤波器补偿电流跟踪控制方法204.1并联型有源电力滤波器的数学模型204.2APF控制系统基本

2、原理244.3有源电力滤波器控制策略的实现284.3.1SVPWM算法在APF中的应用284.3.2无差拍控制法284.3.3SVPWM算法的实现294.4并联型有源电力滤波器直流侧电压控制375并联型有源电力滤波器仿真分析395.1谐波检测算法的验证405.2交流侧电感对补偿性能的影响425.3直流侧电压值对补偿性能的影响455.4鲁棒性分析485.5动态性能分析496结论52参考文献53翻译部分57英文原文57中文译文73致谢891绪论随着科学技术的发展和社会的进步，电能己经成为人们生产生活和现代社会生产中必不可少的能源。近几十年来随着电力电子装置在工业生产中的普遍应

3、用，以及非线性负载的容量和数量的增加使得电力系统中的谐波污染越来越严重，然而用户及电力网中的设备对电能质量的要求越来越高。因此，解决日趋严重的谐波污染与电能质量要求越来越高的问题成为当今科技工作者研究的主要问题。有源电力滤波器因有主动的补偿能力且不受系统阻抗特性的影响，在现在的生产中收到普遍的应用。本章从课题研究的背景出发，探讨了谐波治理的研究意义和主要的治理措施，阐述了有源滤波技术的发展概况和国内外研究现状，最后简单介绍了本论文的主要内容。1.1谐波的危害电力系统谐波产生根源是非线性负载的使用，致使电流和电压波形发生畸变。非线性负载主要包括：冶金工业中的电弧炉、中频炉与

4、轧钢机，电解铝中用的大功率变流装置，传动与控制领域中用的变频器与电力机车，高压直流输电系统的换流阀以及现实生活中的领域的电脑、电视机与电磁炉等。近几十年来，随着电力电子技术的发展，大功率开关器件的广泛应用，使得电网电压和电流波形产生了严重的畸变，不是正常的正弦波，电力电子装置给公用电网中注入了大量的高次谐波，严重影响了电气设备的正常运行，因为谐波的产生引起的各种故障和事故不断发生。电力系统谐波的危害引起了人们的高度重视。目前谐波污染对电力系统和接入电力网中的电气设备产生的危害主要表现在以下几个[1]：(1)谐波的产生增大了负载电流，由于谐波频率高于基波，产生高频的趋肤效应

5、会使导线的等效截面积减小，导致导线过热；(2)谐波会影响电网中用电设备的正常工作。例如，电动机的附加损耗，使其发热，缩短其使用寿命等；(3)谐波会影响通讯设施运行可靠性；(4)谐波会使电气计量出现误差或错误，使保护设备误动作；(5)非平衡谐波会使UPS大功率整流负载的中线电流过大而烧断。85(6)谐波损坏无功补偿设备。随着谐波频率的增大，无功补偿电容的阻抗变小而电流增大，可导致电容因发热而损坏。随着对谐波的研究不断深入，电能质量不能仅用频率和电压两个指标来评价，谐波也是评价电能质量的又一重要指标。为了保障电力系统的正常运行并且保障用户用电设备的正常工作，有效地治理谐波，必

6、将成为当代电力研究领域解决和重点研究对象。1.2抑制谐波的方式目前所使用的谐波抑制有三种方式：主动治理，从谐波源本身考虑，使谐波源不产生谐波或产生少量的谐波，例如，用脉宽调制（PWM）技术、增加变流装置的脉动数、多重化技术等都能降低谐波；被动治理，就是加入外部滤波器，使滤波器产生的电流与非线性负载产生的高次谐波相抵消，抑制谐波进入电网，或者抑制电力系统中的高次谐波流入负载端，降低谐波对设备的影响；受端治理，即从谐波影响的设备或者电力系统出发，增加它们抵抗谐波干扰的能力，例如，选择合适的供电方式，降低谐波对电网和用电设备的影响；改变接入电网中的电容器组的数量，降低电容器对谐

7、波的放大影响；提高电网中的设备性能从而增加它们抵抗谐波干扰的能力。主动治理的目标主要是提高电力电子设备的功率因数，虽然能消除谐波，但是对大容量的电力系统来说并不能改善整个电网的性能。受端治理只是在负载端进行改进，增强设备抵抗谐波的干扰能力，并没从根本上消除谐波对电网的危害。因此，无源电力滤波器和有源电力滤波器是治理谐波的有效手段，尤其是先进的有源滤波技术对谐波的治理将起到主导作用。APF将成为综合治理电网污染的最有效手段，能有效的改善电能质量。被动治理谐波的方式有以下几种：85(1)采用无源滤波器PF。在电力网和需要补偿的非线