lcl型有源电力滤波器的控制技术研究

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1、硕士学位论文LCL型有源电力滤波器的控制技术研究作者姓名郑远辉学科专业电力电子与电力传动指导教师杨苹教授所在学院电力学院论文提交日期2016年6月ResearchonControlTechnologyofLCL-TypeActivePowerFilterADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhengYuanhuiSupervisor：Prof.YangPingSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：

2、TM92学校代号：10561学号：201320111227华南理工大学硕士学位论文LCL型有源电力滤波器的控制技术研究作者姓名：郑远辉指导教师姓名、职称：杨苹教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电力电子与电力传动研究方向：电力电子装置与系统论文提交日期：2016年6月8日论文答辩日期：2016年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张淼委员：杨苹、康龙云、陈渊睿、柳明摘要有源阻尼和补偿电流控制是LCL型有源电力滤波器的两个关键技术，解决好这两个问题可有效提高有源电力滤波系统的稳定性和补

3、偿精度。本文对LCL型有源电力滤波器的有源阻尼和补偿电流控制技术进行研究，主要进展如下：1、在分析三相有源电力滤波器系统工作原理和数字控制延时产生机理的基础上，根据有源电力滤波器拓扑建立其数学模型，为有源电力滤波器系统的稳定性分析打下基础。2、研究存在延时情况下，不同谐振频率的LCL型滤波器的稳定性问题。针对以逆变侧电流为被控量、以电容电压微分为有源阻尼的控制系统，分析了阻尼延时对系统谐振频率及稳定性的影响，指出阻尼项延时会改变系统的谐振频率，且当阻尼为正反馈时开环系统可避免出现不稳定极点，有利于系统稳定，降低控制器的设计难度

4、。由于电容电压微分有源阻尼反馈的微分环节无法在数字系统中直接实现，只能通过近似法等效，对此本文采用了超前-滞后网络近似等效阻尼反馈的微分环节，并比较了网络函数在不同离散方法下的频率特性。3、研究重复控制与PI控制相结合的复合控制结构的稳定性，根据三相六脉波整流器产生6k±1次谐波的特点，对重复控制内核进行了改进，并综合分析了改进系统的性能。由于改进重复控制内核存在非整数延时环节，无法直接在数字控制器中实现，对此本文设计了IIR全通数字滤波器来逼近所需分数延时的特性，提高系统在固定电网频率和波动电网频率下的稳态跟踪性能。4、在M

5、atlab/Simulink仿真平台上搭建了改进系统的仿真模型，验证不同阻尼反馈系数对系统稳定性的影响、改进重复控制的补偿效果、不同类型数字滤波器等效分数延时环节对系统补偿效果的影响。仿真表明，所设计的电容电压微分有源阻尼能保证系统稳定，所提改进重复控制能有效改善系统的补偿效果。最后，在原有工程样机的基础上对本文提出的理论进行实验验证，实验结果与理论分析一致。本文获得国家自然科学基金项目（基于数据融合的大型风电机组故障诊断方法，61273172）资助。关键词：有源电力滤波器；LCL滤波器；数字控制；重复控制；分数延时；稳定性分

6、析IABSTRACTActivedampingandcompensationcurrentcontrolaretwokeytechnologiesofLCL-typeactivepowerfilter(APF).ToimprovethestabilityandcompensationaccuracyoftheAPFsystem,thesetwoissuesmustbesolvedwell.Thispaperisfocusontheactivedampingandcompensationcurrentcontroltechniq

7、uesfortheLCL-typeactivepowerfilter.Themainresearchcontentsaresummarizedasfollows:1、Theoperationprincipleofthree-phaseactivepowerfilterandthecauseofthedigitalcontroldelayareanalyzed.Thenthemathematicalmodelisestablishedaccordingtothefiltertopology,whichisthebasisfort

8、hestabilityanalysisofthesystem.2、ThestabilityofLCL-typeAPFwithdifferentresonantfrequencyisstudiedunderthecontroldelay.Inordertoensurethest