有源电力滤波器的谐波检测及控制算法的研究

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1、密级:学校代码:10075分类号:学号:20111429工学硕士学位论文有源电力滤波器的谐波检测及控制算法的研究学位申请人：吉晓青指导教师：孙荣霞正高级工程师学位类别：工学硕士学科专业：检测技术与自动化装置授予单位：河北大学答辩日期：二〇一五年五月ClassifiedIndex:CODE:10075U.D.C:NO:20111429ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringResearchofharmonicdetectionandcontrolalgorithmofactivepowerfilterCandidate:Xia

2、oqingJiSupervisor:SeniorEngineerRongxiaSunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringDetectionTechnologyandSpecialty:AutomaticEquipmentUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:May,2015河北大学学位论文独创性声明本人郑重尸明：所呈父的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研允成果。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L发表或k与

3、的研允成果，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。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致谢D作者签名：-侧1日期：ML年—i月i日学位论文使用授杈声明本人完全了贿北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本学位论文属于1、保密•，在年月日解密后适用本授权声明。2、不保密V。(请在以上相应方格内打“V”)保护知识产权声明+fi1士、生、、TJL丄过过

4、�亡广4•口丄上[冗„、,^t^.A/U.」,究工作及取得的研究成果是在河北大学所提供的研究经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全了解并严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规以及河北大学的相关规定。本人声明如下：本论文的成果归河北大学所有，未经征得指导教师和河北大学的书面同意和授权’本人保证不以任何形式公开和传播科研成果和科研工作内容。如果违反本声明，本人愿意承担相应法律责任。声明人：鶴I日期：>/r年/月>曰作者签名：日期：年—‘月/4?日导师签名：日期：>/f年—‘月々日摘要摘要随着非线性电力电子器件如整流器、逆变器、各种开关电源等

5、设备广泛应用在电网中，电网中产生大量的谐波，电网中的电压以及电流波形发生畸变，这些谐波不仅浪费能量，而且严重影响用电设备和电网的安全运行。有源电力滤波器（APF）作为一种抑制谐波以及补偿无功的新型设备，凭借其全频补偿、动态抑制等优点，成为当前电能质量治理的重要手段之一。本文以有源电力滤波器为研究对象，对其谐波电流检测算法、电流跟踪控制算法进行了分析，重点对基于PI+重复控制的电流环闭环控制做了比较详细的研究。本文介绍了有源电力滤波器的系统结构、工作原理，并推导出APF的数学模型。APF谐波检测算法主要有Fourier变换法、瞬时无功功率法、d-q-0坐标变换法等，

6、这些谐波检测算法都有很好的检测的结果，在半个工频周期内，快速的检测到谐波电流，并在一个工频周期t=0.02s内达到稳定；有源电力滤波器传统的控制方式有滞环比较控制、三角波比较控制、PI控制以及重复控制等，通过分析传统控制方式的优缺点、单纯PI控制和单纯重复控制在有源电力滤波器中的局限性，提出了一种将PI控制与重复控制并联的控制方法，根据实际的实验环境，在Matlab软件中通过Simulink模块搭建了APF的仿真模型，对纯PI控制、纯重复控制以及PI+重复控制进行了仿真，仿真结果验证了本文控制方法的可行性。本文最后通过有源电力滤波器硬件平台对本研究提出的控制方法进

7、行了验证，结果可以看出，补偿之前负载侧电流谐波畸变率为28.7%，5次和7次谐波都非常高，在对谐波电流进行补偿之后，电流的谐波畸变率降到3.6%，5次谐波从原来的2.2A降到0.2A，补偿效果比较明显，验证了本文算法的有效性和实用性。关键词谐波信号检测有源电力滤波器PI控制重复控制IAbstractAbstractWiththenonlinearpowerelectronicdevicessuchasrectifier,inverter,switchpowersupplyequipmentwidelyusedingridapplications,alargenum

8、berof