低压配电系统三相四线制有源电力滤波器的研究

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1、密级：公开了论文类型：应用研究工程硕士学位论文低压配电系统三相四线制有源电力滤波器的研究ResearchonThree-phaseFour-wireActivePowerFilterforLowVoltagePowerDistributionSystem培养单位：电气与电子工程学院专业领域：电气工程学生姓名：车志霞校内导师：燕延教授校外导师：刘占阳高级工程师二○一八年六月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的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证

2、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已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：日期：签名：日期：摘要当大量的电力电子器件在三相四线制低压配电系统中使用时，很容易造成三相负载的不平衡，使系统产生

3、大量的谐波电流和中线电流，严重影响电网的电能质量，并威胁电网和用电设备的安全运行。所以，研究三相四线系统中的谐波抑制、中线电流消除及三相电流平衡问题具有重要意义，这也将成为电力系统亟待解决的问题。因此，本文将三相四桥臂有源电力滤波器作为主要研究对象，以解决低压配电系统存在的谐波问题，论文具体研究内容包括以下方面：(1)根据有源电力滤波器不同拓扑结构的特点，确定了三相四桥臂有源电力滤波器作为主电路拓扑结构，并建立其数学模型。同时针对四桥臂有源电力滤波器在dq0坐标轴下的强烈耦合关系，采用了交叉解耦的控制方式实现三相电流的独立控制，并确定系统整体控制结构。(2)对有源电力滤波器设计中的关键技术进行

4、研究。其中，电流检测采用i−i−i检测法与FBD检测法相结合的方式，并用滑动均值滤波器替代传统的pq0低通滤波器，实现谐波电流检测算法的优化。电流内环采用PI与重复控制相结合的方式，以弥补单独PI控制时存在尖冲电流的缺陷。电压外环将软启动控制方式引入四桥臂有源电力滤波器直流侧电压的控制环节，以弥补单独PI控制的不足。PWM调制使用基于abc坐标系的3D-SVPWM作为本文的调制方式，实现间接的补偿电流跟踪指令电流的目的。(3)通过仿真对比方式确定了谐波电流检测、电流环控制、电压环控制、SVPWM调制等部分最终使用的算法，并在搭建的整体仿真模型基础上，对低压配电系统不同负载和电源畸变情况进行仿真

5、分析。最终验证了系统整体的谐波补偿效果，并说明了整体方案的正确性。(4)完成了以TMS320F28335芯片为控制中心的有源电力滤波器软硬件设计，并在搭建的实验样机下进行实验测试，同时将实验数据存入SD卡，便于历史数据的查询和分析。最终通过实验验证了本文设计的三相四桥臂有源电力滤波器系统设计的正确性和可行性。关键词：四桥臂有源电力滤波器；谐波电流检测；双环控制；3D-SVPWM；仿真分析；软硬件设计AbstractWhenalargenumberofpowerelectronicdevicesareusedinthethree-phasefour-linelow-voltagepowerdis

6、tributionsystem,itiseasytocauseunbalanceofthree-phaseload,sothatthesystemproducesalargenumberofharmoniccurrentandneutralcurrent,whichseriouslyaffectsthepowerqualityofthepowergridandthreatensthesafeoperationofthepowergridandtheelectricalequipment.Soitissignificanttostudytheproblemsofharmonicsuppressi

7、on,neutralcurrenteliminationandthree-phasecurrentbalanceinthethree-phasefour-wiresystem,whichwillbeanurgentproblemtobesolvedinthepowersystem.Therefore,three-phasefour-wireactivepowerfilterisselectedas