三相四线多重化有源电力滤波器控制策略的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文三相四线多重化有源电力滤波器控制策略研究姓名：杨晓利申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：葛宝明201206中文摘要摘要：有源电力滤波器(APF)是一种用于电网谐波治理和功率补偿的电力电子装置，能够改善电网供电系统的电能质量。近年来，一方面随着电力电子技术的快速发展，大量的电力电子装置广泛应用于社会生活和工业领域中，其非线性特性给电网中注入了大量的谐波，造成供电系统电能质量的恶化；另一方面科学技术的不断进步，越来越多的高精尖精密设备的出现对电网供电系统电能质量的要求越来越高。随着这一矛盾越来越突出，有源电力滤波器将会得到更加

2、广阔的发展前景。本文围绕三相四线并联型多重化有源电力滤波器展开了研究。本文首先介绍了有源电力滤波器的研究背景；综述了前人对于并联型有源电力滤波器所做的研究工作，包括国内外研究现状、常用谐波电流检测算法和常用主电路控制算法；总结了有源电力滤波器的发展趋势。对于本论文研究工作的开展做了铺垫。比较分析了三相四线并联型有源电力滤波器的几种拓扑结构，本文采用四桥臂式变流器多重化主电路。基于有源电力滤波器一定的补偿容量，该拓扑结构的优点在于能够降低单个功率器件的开关频率，成倍等效地提高系统的整体开关频率，提高了系统的补偿效果。分析了基于瞬时功率理论的fp．fq谐波电流检测算

3、法和特定次谐波电流检测算法，在此基础上采用了改进型的瞬时功率fp．fq谐波电流综合检测算法，该谐波控制算法较传统的fp-fq法具有更高的谐波电流检测精度，能够更好地控制有源电力滤波器中的有功分量，提高系统功率因数；而相比于特定次谐波检测算法，该检测算法计算量小，计算速度快，具有更好的检测实时性，系统动态跟踪响应快。介绍了载波相移SPWM控制技术在多重化主电路中的应用，并研究了LCL输出滤波器的工作特性，接着对主电路直流母线电压的控制做了分析研究。在此基础上，本文提出了一种基于LCL滤波的主电路双闭环控制策略。该控制策略不仅能有效地跟踪谐波指令电流产生谐波补偿电流

4、，减少高频开关纹波，而且很好地抑制了多重化主电路变流器之间的环流，提高了整个系统的补偿效果。最后研制出一台三相四线并联型多重化有源电力滤波器，并介绍了装置相关的硬件电路的设计和系统软件程序的设计，以及主电路参数设计。通过MATLAB系统仿真和APF装置实验运行，验证了文中所提控制算法的正确性和可行性。关键词：三相四线；多重化主电路；LCL滤波器：双闭环控制策略；环流抑制分类号：Ⅳ714ABSTRACTABSrllU忙T：ActiVepower丘kr沁F)：isakiIldofpowerelcc仃0IlicdeVicesused断霹idharmo血coIltr01

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