有源电力滤波器直流侧电容电压控制及软启动研究

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1、ＴＭ４６１密级中图分类号；：公开ＵＤＧ：本校编号；讀Ｗ义遺乂聲硕±学位论文论文题目．有源电力滤波斋直流侧电容电压控制及软起动研究研究生姓名：王帅学号：０２１２４０６学校指导教师姓名：杨剑锋职称：副教授工学硕壬学位专业电力电子与电力传动申请学位等级：：２Ｄ１５，６，１２２０１５．６．９：论文提交日期：论文答辩日期独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成ｌ果，除了文中特别加ｉＵ示

2、注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研。究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用巧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。学位论文作者签名：到签字日期：娜ｊ：年＾月ａ日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解当州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权ｌ兰姐巧通大学可ｉＪｉ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１＾１

3、供查阅和借阅同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和撼盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：＞〇｜〔年＾月／２＿＾円搔字円巧６月日硕士学位论文有源电力滤波器直流侧电容电压控制及软启动研究ResearchonDCCapacitorVoltageControlandSoft-startofActivePowerFilter作者姓名：王帅学科、专业：电力电子与电力传动学号：0212406指导教师：杨剑锋副教授完成日期：2015年4月1

4、0日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要当前，电力电子技术以安全、节约、方便等特点，以快速可控的电能变换为研究和使用对象，越来越多地应用到工业控制领域，大大地提高了人们生活水平的舒适性。但由于其中相当一部分非线性负载中含有谐波，给工业、居民日常生活需要等供电质量安全造成了严重的污染。APF(ActivePowerFilter,有源电力滤波器)可以有效改善电能质量，在抑制动态谐波和补偿无功方面效果显著。APF投入电网时系统存在电压冲击和电流冲击问题

5、。由于APF系统复杂性，需要更为先进、有效的控制策略。对APF进行软启动设计可以避免电压冲击和电流冲击对系统的影响。针对传统PI控制的缺点，本文提出专家PI控制和多PI控制两种改进型算法。与传统PI控制算法进行比较，仿真结果表明两种方法更具有效性和优越性。主要研究内容包括以下几个方面：(1)以三相电压型APF为例，介绍了APF的分类、系统构成及原理，分析常用的谐波检测方法并重点讨论基于瞬时无功功率的谐波检测。这些数学模型的推导及原理讨论为控制策略及软启动的研究奠定了理论基础。确定了交流侧电感、直流侧

6、电容以及电容电压等主电路参数的取值。(2)详细介绍直流侧电容电压控制的理论基础（能量交换守恒定律），分析电压波动的原因，对直流侧电容电压PI控制作了详细介绍，计算传递函数并给出参数计算方法。APF仿真模型基于常规PI控制实现对直流侧电容电压控制。(3)提出了一种改进型专家PI控制，详细论述了专家PI控制的组成、原理和PI参数调整规则，对该方法进行仿真。仿真结果表明，与常规PI控制下直流侧电容电压启动控制相比，改进型专家PI控制可以基本消除系统的超调量和振荡。(4)分析APF软启动的必要性，从硬件和软

7、件方面介绍几种方法解决APF启动时的电压过冲问题。从器件本身考虑，电容电压取值越大，电压冲击越小，系统越稳定。结合已有的方法，提出一种改进型多PI控制器控制APF软启动，并对该方法进行仿真验证，该方法可以保证APF平稳启动。通过与专家PI对比分析，得出两种方法的优缺点。仿真结果表明，采用专家PI控制电容电压启动效果好，设计较为复杂，多PI控制选取参数少，设计简单。关键词：有源电力滤波器；冲击；软启动；专家PI控制；多PI控制论文类型：应用基础研究-I-有源电力滤波器直流侧电容电压控制及软启动研究Ab

8、stractAtpresent,basedonfastandcontrollablepowerconversionforsearchandobject,powerelectronictechnologieshaveincreasingappliedtothefieldofindustrialcontrolwithitscharacteristicsofsafety,saving,convenience,etc.Comfortofpeople’slivingstanda