基于重复控制的并联型有源电力滤波器设计

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文基于重复控制的并联型有源电力滤波器设计作者姓名付瑞清学科专业电气工程指导教师贺明智副教授培养院系电气工程学院二零一五年三月交邊乂攀硕士学位论文基于重复控制的并联型有源电力滤波器设计作者：付瑞清导师：贺明智北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文

2、的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签字日期年月日签字日期工年月日中图分类号：学校代码：：密级：公开北京交通大学学术硕士学位论文基于重复控制的并联型有源电力滤波器设计作者姓名：付瑞清学号：导师姓名：贺明智称：副教授学位类别：工学学位级别：硕士工程领域：电气工程研究方向：电力电子变换技术北京交通大学年月致谢本论文的研宄工作是在我的导师贺明智老师的亲切关怀与悉心指导下完成的。自研究生入学以来，贺明智老师科学的工作方法、严谨的治学态度和渊博的专业知识令我受益良多。从论文的开题到课题的开展

3、再到论文的撰写，都是在导师的悉心指导下完成的，为课题的开展和论文的完成提供了各种有利条件，并且在论文的撰写过程中提出了很多富有建设性的意见和建议，在此衷心感谢两年多来贺明智老师对我的关心和指导。本课题的研宄是在北京京仪椿树整流器有限责任公司完成的，感谢公司为我提供良好的研宄平台，也感谢工程师何雄、董宁、段宣祥的指导和帮助，及时为我解决课题进行中的各种困难，为我答疑解惑，对我的科研工作和论文都提出了很多宝贵意见，在此，向他表示衷心的感谢。还要感谢电气工程学院各位老师以及我的同学唐念、李连印、张甫国、李

4、要乾等以及家人和朋友，他们的关心、理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。最后向百忙之中抽时间来审阅本文的专家和教授们表示崇高的敬意和由衷的感谢。中文摘要中文摘要摘要：电力电子装置的广泛应用给电力系统带来了大量的谐波和无功。这些谐波和无功危及电力系统的安全运行，增加了发电成本。当前消除电网中的谐波和无功主要有两种方式：设置无源滤波器，这类装置主要由和两种无源元件组成，通过调节回路中的和的配比，形成与谐波电流频率相近的谐振点（一般低于滤波回路的固有谐振频率，这样可以防止谐波的放大），使滤波回路对于谐

5、波电流的阻抗远远小于上级电网对谐波电流的阻抗。这样谐波电流就回流入滤波回路而不注入上级电网。此类无源滤波器主要有以下特点：只能滤除某次或者某几次固定频率的谐波，体积庞大，损耗较大；设置有源电力滤波器（，能够实现对谐波和无功的快速补偿。克服了无源滤波器的缺点，能够实现谐波的分次补偿和全部补偿，能够抑制谐波电流谐振。当前的理论已经基本成熟，影响补偿精度的因素主要有两个方面，分别为指谐波指令电流信号的提取环节，另一个为指令信号的跟踪控制环节。谐波提取算法大体上可以分为两类，一类是在频域内的谐波提取算法，另

6、一类是在时域内进行谐波提取。频域内常用的有算法，时域内常用的有基于瞬时无功功率理论以及最近发展起来的法。传统的指令信号的跟踪控制方法主要有有控制以及控制，无法实现无静差地跟踪指令电流信号各次谐波信号。减小偏差的唯一方法就是增加但这样会危及系统的稳定性，增加电流谐波以及超调。最近新发展起来的比例谐振控制以及重复控制可以实现对周期指令信号的无静差地跟踪控制。电力电子装置的调制方法主要有以及等方法，简单易于实现，但是直流侧电容电压的利用率较低。调制方法具有直流侧电容电压利用率高，易于数字化实现，输出波形质

7、量好，开关损耗比较小。本文以三相六开关管的为对象，建立了两电平的数学模型，分析了的工作原理。研宄了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法、谐波检测方法以及基于的谐波检测方法。通过对比各种算法，最终采用基于的谐波检测方法提取谐波指令电流。分别分析了基于控制的电流跟踪控制方法和基于控制和重复控制构成的复合控制的跟踪方法。电流内环采用复合控制方法，该方法能够实现对谐波指令信号的无静差跟踪。本文利用搭建了两电平的仿真模型并采用中的编写了基于的谐波电流检测程序、控制和重复控制的电流跟踪控制程序和两电平调制程序。仿

8、真结果验证谐波检测方法的准确性和重复控制的有效性。最后试制了一台的样机，实验结果验证了上述算法的正确性。关键词：谐波检测；重复控制；复合控制器分类号：ABSTRACTABSTRACTABSTRACTrThewideuseofpowerelectronicdevicetothepowersystembringsalotofharmonicandreactivepower.Thereactivepowerandharmonicendangerthesafeoperatio