电力有源滤波器保护电路及多重化控制的研究

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1、摘要摘要随着电力电子技术和自动化技术的推广，电力有源滤波器(ActivePowerFilter,APF)的研究不断取得新的突破。如何研制出稳定、实用、高性能和低成本的滤波装置己成为众多研发人员的共同目标。本文在“电压电流双闭环控制策略"的IOOKVA电力有源滤波器研究应用的基础上，针对实验中遇到的一些问题，对电力有源滤波器实用化过程中的各种保护电路和方法进行了研究，确保了有源滤波器的安全稳定运行，为实现其工业化奠定了基础。同时，为了改进有源滤波器的补偿效果，提高有源滤波器的动态跟踪性能，扩展有源滤波器补偿带宽，增强有源滤波器的鲁棒性，对主电路的结构和控制策略进行了改

2、进，提出了多重化瞬时值电流跟踪控制的控制方法，实现对谐波电流的动态实时补偿。本文首先对谐波的概念，谐波产生的原因及其危害进行了必要的分析，阐述了电力有源滤波器在国内外的发展现状，并对电力有源滤波器存在的问题及其发展趋势进行了介绍。详细介绍了“电压电流双闭环控制策略"的并联型电力有源滤波器的原理，谐波检测以及控制方法。分析了SAPF仿真模型，对参数变化时的仿真结果进行了比较，并基于实验样机对各种情况下的实际补偿效果进行了实验分析。在此基础上，为了提高系统稳定性，本文对电力有源滤波器实用化过程中的各种保护电路和方法进行了研究，介绍了启动过程中电压电流渐变式控制的保护方案

3、，正常运行过程中逆变器主回路的过流、过压、du／dt、di／dt、过热等预防保护，电网或装置自身故障时刻的紧急保护，并通过大量仿真和实验验证了上述保护电路和方法的可行性和效果。同时，为了解决实验中遇到的一些问题，改进补偿性能提高系统动态跟踪性能扩展带宽增强鲁棒性，本文在电压电流双闭环控制策略的基础上，提出了SAPF多重化的控制策略，详细阐述了有源滤波器多重化控制的原理、控制方法、控制模型，并建立了APF多重化的仿真模型，通过大量仿真，比较分析了该控制方法的先进性。本文对电力有源滤波器实用化过程中的各种保护电路和方法的研究，为确保广东T业大学硕十学位论文有源滤波器的安

4、全稳定运行，实现其工业化奠定了基础；对多重化瞬时值电流跟踪控制的控制策略研究，将具有非常重要的理论指导和现实意义，为电力有源滤波器的先进控制理论研究积累了丰富经验。关键词：有源滤波器；谐波补偿；双闭环控制；保护电路；多重化控制；ⅡAbstractABSTRACTWiththedevelopmentandpopularizationofPowerElectricTechnologyandAutomationTechnology,thereisincessantnewbreakthroughinthefieldofAPF(ActivePowerFilter)resear

5、ch．HowtodevelopakindofreliableandpracticalityAPFwithhigh-performanceandlow-costisthecommontargetofmostresearchers．Basedontheapplicationandresearchof100KVAAPFwith‘‘ControlStrategyofvoltageandcurrentdoubleclosedLoop”，accordingtotheproblemsintheexperiment，serialprotectivecircuitandmethods

6、areresearchedintheprocessofAPFapplication．TheseresearchsinsurethesafeandstablerunofAPF,andestablishthebaseforindustrializationofAPF．Atthesametime，bythewayofimprovingcompensatoryeffectandexpandingthecompensatorybandwidthandenhancingrude—characterandachievingdynamicrealtimecompensationof

7、harmoniouswavecurrent，thestructureandcontrolstrategyofAPFmaincircuitareimproved，thecontrolmethodofmultiplecontrolwithinstantaneousvaluecurrentfollowingisputforward．Firstly,theconceptandprocreantreasonandharmofharmoniouswaveareanalysed．Theinternalandoverseasdevelopmentalactualityabout