新型混合式单相有源电力滤波器

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1、硕士学位论文题目:新型混合式单相有源电力滤波器研究生范利良专业控制理论与控制工程指导教师陈德传完成日期2015年03月万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文新型混合式单相有源电力滤波器研究生：范利良指导教师：陈德传2015年03月万方数据DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterNovelhybridsinglephaseactivepowerfilterCandidate:FanLiliangSupervisor:Prof.

2、ChenDechuanMarch，2015万方数据杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学

3、位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文摘要目前在有源电力滤波器方面研究较多的是三相三线及三相四线的有源电力滤波器，而对单相有源电力滤波器的研究较少，但单相电力电子设备的使用量也非常大

4、，对电网造成的谐波污染也非常严重，且单相有源电力滤波器的谐波电流检测与控制及直流侧电压控制等均有其特定问题。无源滤波器可以对指定次谐波进行滤波，而无功补偿器可以提高功率因数，若结合两者的长处不仅可以降低单相有源电力滤波器的容量，且可简化单相有源电力滤波器以提高性价比，故研究混合式单相有源电力滤波器有着重要的实际意义。本文探讨一种新型的谐波电流检测与控制方案并制作新型混合式单相有源电力滤波器实验装置进行实验研究。首先，本文对混合式有源电力滤波器的国内外研究现状及发展动态进行了综述，在此基础上，针对新型混合式单相有源电

5、力滤波器，提出了加窗快速傅里叶变换法的谐波电流检测方案、PI控制与重复控制结合的谐波补偿控制方案，确定了系统的总体方案与功能，并制定了研究思路。其次，确定了新型混合式单相有源电力滤波器的总体结构。根据单相系统的特殊性及对常用谐波电流检测法的分析，提出了应用加窗快速傅里叶变换的谐波电流检测法，及采用PI控制与重复控制相结合的综合控制方法。利用MATLAB仿真，对比了加窗快速傅里叶变换法与目前应用较多的三相瞬时无功功率谐波检测法在单相有源电力滤波器上的谐波测控效果，结果表明本文所用检测方法具有检测更准确、应用更容易的优

6、点。进而，本文对新型混合式单相有源电力滤波器进行测控综合仿真，结果表明采用综合控制方法后，提高了谐波补偿效果。然后，对新型混合式单相有源电力滤波器进行了软、硬件设计，并以单相有源电力滤波器为主，以无源滤波器和无功补偿器为辅。硬件部分选择了以STM32F103ZET6芯片为测控核心，设计了系统控制电路与驱动电路，软件部分完成了加窗快速傅里叶变换法、PI控制法和重复控制法等新型测控方法程序的实现，并移植了uC/OS-II实时操作系统，实现多任务操作。最后，搭建了新型混合式单相有源电力滤波器实验装置，进行了基于加窗快速傅

7、里叶变换法的谐波电流检测、PI控制和重复控制相结合的谐波电流测控实验，初步验证了本文所用测控方案的可行性。关键词：单相有源电力滤波器，混合式，快速傅里叶变换，重复控制，电流谐波抑制I万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTCurrently,theresearchonactivepowerfilterismoreonthree-phasethree-wireandthree-phasefour-wireactivepowerfilter,whilelessonthesingle-phaseactivep

8、owerfilter.Buttheapplicationamountofsingle-phasepowerelectronicequipmentisverylarge,whichcausesseriousharmonicpollutiontothepowergrid.Inaddition,theharmoniccurrentdetectionandcontr