并联型有源电力滤波器逆系统控制方法分析

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1、江苏大学硕士学位论文摘要随着电力电子装置日益广泛的应用，电网负载也日趋复杂，这给电力网带来了越来越严重的谐波污染。有源电力滤波器(APF)作为一种动态抑制谐波的电力电子装置，它能对频率和大小都发生变化的谐波进行补偿，因此，有源滤波成为目前电力网进行谐波抑制的主要手段之一。本文的主要工作是，在对几种常用的APF谐波检测方法和控制策略进行讨论、比较的基础上，针对APF系统的非线性及参数耦合等问题，提出了三相并联型APF的解析逆(AI)复合控制和神经网络逆(NNI)控制两种逆系统控制策略，通过Matlab仿真验证了所提出的控制方法的有效性。首先，本

2、文阐述了电力网谐波的概念及常用的抑制方法，介绍了APF的发展历史、研究趋势及分类，重点分析了并联型APF的工作原理、主电路结构及其参数选择。在此基础上，讨论了一些目前常用于APF的谐波检测方法和控制策略，引出了以下将重点研究的逆系统控制方法。其次，本文提出了一种三相并联型APF的AI复合控制方法。基于该控制策略的APF，谐波电流检测采用基于瞬时无功功率理论的易一‘法，控制策略采用基于输入／输出反馈线性化的AI控制方法与基于电压空间矢量的双滞环脉宽调制相结合的复合控制方法。在阐述了相关理论知识和进行了系统建模及条件证明的基础上，重点分析了基于A

3、I复合控制方法的三相并联型APF系统的具体实现，包括谐波电流的检测、复合控制策略的实现及直流侧电容电压的控制等。仿真结果证明了基于该控制方法的三相并联型APF系统的良好静、动态响应性能及解耦性能。最后，为了克服AI控制方法固有的缺陷，本文提出了一种三相并联型APF的NNI控制方法。在介绍了相关的理论知识和给出了APF系统的逆系统标准形式的基础上，重点分析了基于NNI控制方法的三相并联型APF系统的具体实现，包括分别基于反向传播(BP)和径向基函数(ImF)神经网络的逆系统模型的构造、比例积分(PI)线性闭环控制器的设计及基于空间矢量脉宽调制(

4、SVPWM)法的主电路开关管驱动信号的产生等。仿真结果证明了，分别采用BP和RBF并联型有源电力滤波器逆系统控制方法研究网络来实现NNI控制时，系统良好的静、动态响应性能，解耦性能和泛化能力。且仿真过程证明了，在神经网络训练速度方面，采用RBF网络相对于采用BP网络的显著优越性。关键词：有源电力滤波器，逆系统控制，解耦，反馈线性化，解析逆，复合控制，神经网络逆控制．江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWithmoreextensiveapplicationofpowerelectronicdevices，powerloadsarebecomi

5、ngincreasinglycomplex．Asaresult,theharmonicpollutionbroughttopower鲥dismoreandmoreserious．Activepowerfilter(APF)isapowerelectronicdevicefordynamicharmonicsuppression．Byemployingit，boththevariationsoffrequencyandmagnitudeofharmonicCanbecompensated．Thus，APFbecomesoneofthemainm

6、eansforharmonicsuppression．Inthispaper,severalcommonlyappliedharmonicdetectionmethodsandcontrolstrategiesforAPFarediscussed．Onthisbasis，twoinversesystemcontrolstrategies，analysisinverse(AI)compoundcontrolmethodandneuralnetworkinversefNNI)controlmethod，areproposed．Byemployin

7、gthesemethods，theproblemofthenonlinearityofAPFsystemandthecouplingofsystemparameterswillbesolved．Thesimulatedresultshaveverifiedtheproposedcontrolmethods．Firstly,theconceptofpowergridharmonicsandcommonlyusedmethodsforharmonicsuppressionareillustrated．Thedevelopmenthistory,r

8、esearchtrendsandclassificationofAPFareintroduced．Also，theoperatingprinciple，mainci