大容量有源滤波器并联关键技术研究

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1、隶南大·粤硕士学位论文大容量有源滤波器并联关键技术研究ResearchOIlParallelCriticalTechnology缸№叱apad哆胛F删AThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLIUKangliSupervisedbyProfessor：ZHAOJianfengResearcherSeniorEngineer：WANGRongxingSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityJanuar

2、y2014东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位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的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：玺!逢歪垡日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。

3、除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：自豪主型导师签名：日期：摘要随着大量非线性电力电子负载的广泛使用，如何治理电网谐波污染逐渐成为近年来的研究热点。有源电力滤波器兼具高度可控性和快速响应性，是公认的治理电网谐波最有效的手段之一。对于谐波污染的治理，最理想的补偿方案是投入单台滤波装置，从而使得装置投切、运行维护变得简单，滤波也更为安全可靠。然而，受到功率半导体器件技术水平的制约，单机补偿容量很难做到很大。当单台APF补偿电流超过500A时，一方面，普通的强制风冷

4、无法满足散热要求；另一方面，较高的开关频率在保证单机全补偿精度的同时，必然会造成较大的开关损耗。另外，功率半导体器件的价格随着容量上升呈指数增长，进一步加大了投入成本。基于这一背景，本文针对大容量并联型有源电力滤波器的实现方法展开研究。首先介绍了公用电网中的谐波问题及治理措施，对目前大容量滤波装置的应用趋势及拓扑方案进行了论述；其次，介绍了有源电力滤波器的基本原理及数学模型，对于谐波检测技术、电流控制技术以及补偿容性负载时的谐波放大效应进行了概述：另外，针对电流环参数设计方法进行了研究。为了实现大容量有源电力滤波器的设计目标，本文分别在并机拓扑和控制算法上进行了改进。并机

5、拓扑方面，提出了两种改进的模块化多机并联方式，包括多机全补偿与分次补偿组合式的并机方式、多机分次双逆变器开闭环结合的并机方式。控制算法方面，优化了限幅策略，设定补偿优先级，优先补偿含量较大的低次谐波，使得装置在过载状态下能够安全可靠运行，并且能够最大限度的发挥整机补偿性能：另外，本文提出了改进的谐波独立控制实现方法。改进后的并机方案具有如下特点：(1)高精度补偿；(2)补偿频次可选；(3)装置容量得到充分利用。谐波独立控制是实现上述三方面特点的前提。论文分析了两种典型的指定次谐波补偿策略，即基于指令信号分频和电流环控制实现的谐波补偿策略。对传统谐波独立控制实现方法进行了归

6、纳研究，提出了一种改进的谐波分次检测结合集中电流环结构，利用集中电流环频域特性，定性和定量的分析了集中电流环静差，给出了具体的幅值和相位校准方法，仿真结果验证了所述方法的合理性。最后，在理论分析的基础上构建了样机实验平台，进行了多台并机补偿、限幅以及谐波独立补偿实验，实验结果表明所述方法具有可行性和优越性。关键词：并联型有源电力滤波器，模块化并联运行，限幅，谐波独立控制，静差校准——垒呈型旦ABSTRACTForthewidelyuseofnon-linearpowerelectronicloadinpowergrid，harmonicsuppressingmethods

7、graduallybecomearesearchhotspotinrecentyears．ActivePowerFilteriSrecognizedasthemosteffectivemeansforharmonicsuppressingbecauseofitsexcellentcontrollabilityandresponseperformance．Basedontheconsiderationforsimplicityandreliability,theoptimalequipmentforsuppressingharm