黄志威开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告题目新能源电网系统多谐波抑制滤波研究学院电气与信息工程学院专业电气工程及其自动化班　　级0914101学号091410117学生姓名黄志威指导老师赵红梅开题日期2014.03.28《新能源电网系统多谐波抑制滤波研究》开题报告一、选题的背景与意义：（一）课题研究来源电能是一种方便清洁的二次能源，在促进科技发展、推动社会进步和提高人们生活水平中发挥着不可替代的作用。新能源及新型电力负荷迅速发展，推动电力工业由传统的集中供电模式向分散相结合的模式发展。电力系统容量变的更大、更复杂，影响供电安全性与可靠性的因素也不断增加。新能源电网中大量使用电力电子装置作为

2、接口，其分布式电源惯性很小或无惯性；同时，由于新能源电源过负载能力低而产生电压波动等，使得新能源电网更加容易产生电能质量问题。而谐波作为电能质量问题的重要内容，严重影响了电网的安全、稳定与经济运行，引起人们的重视。（二）课题研究的目的通过此课题的研究可以减少输、供和用电的设备的额外附加损耗，增加设备的利用率和经济效益，减少输电线路的损耗。由于谐波会大大增加变压器的铜损和铁损，研究谐波抑制会减少对变压器的损坏。由于电容器对谐波的阻抗很小，谐波电流叠加在电容器的基波上，会使电容器电流变大，温度升高，此课题研究也会减少对电容器的危害。此外还可以减少对用电设备的危害，提高电网质量。

3、（三）课题研究的意义新能源电网系统中，光伏与风力发电的间歇性出力易造成电压波动与闪变，并网逆变器容易产生谐波和三相电流不平衡等问题，制约着可再生能源的经济高效利用，影响了新能源电网系统的安全运行。因此，分析新能源电网电能质量问题，研究新能源电网谐波抑制技术，确保新能源电网安全、经济、高效的运行，对促进新能源电网的发展与广泛应用，提高局部供电可靠性与供电质量都具有重要的意义。二、国内外研究现状：（一）国内研究现状我国在谐波抑制研究方面是在继日本、美国、德国等之后，得到学术界和企业界的充分认识，并投入了大量的人力和物力。我国从80年代开始大量采用硅整流设备，尤其是铁路电气化的迅

4、速发展，推动了硅整流技术的发展和应用。我国在APF方面的研究比较晚，研究APF主要集中在并联型、混合型。总的来说，目前我国有源电力滤波技术的工业应用仍处于实验和攻坚阶段，特别是在既治理谐波又补偿无功功率的HAPF系统方面。从近年来的研究中可以看出我国谐波抑制的发展趋势： 1、采用PWM调试技术和提高开关器件等效开关的多重化技术，实现对高次谐波的有效补偿。 2、从经济上考虑，采用APF和HAPF组成的混合型滤波系统，以减少APF的容量，降低成本，达到提高效益的目的。3、从长远角度看，随着半导体器件水平的迅速发展，混合型滤波系统低成本的优势将逐渐消失，串并联APF由于功能强大、

5、性价比高，将是很有前途的有源滤波装置。 （二）国外研究现状国外对电力谐波问题的研究大约起始于五六十年代，随着电力电子技术的发展及其在工业、交通及家庭中的广泛应用，谐波问题日趋严重，从而引起各国的高度重视。目前抑制滤波的趋势是采用有源电力滤波器，它是一种电力电子装置，能对频率和大小都变化的谐波进行动态补偿，不受电网阻抗和频率变化的影响。由于谐波电流瞬时检测方法在三相电力滤波器中的成功应用，在高性能DSP芯片也得到应用使得有源电力滤波器APF得以迅速发展。随着科学技术的发展，国外已研制各种分析仪器，如德国的NOWA-1谐波分析仪、美国的F40/41谐波分析仪，为更好的谐波抑制奠

6、定基础。三、课题研究内容及创新该课题首先介绍新能源电网的基本结构和工作原理，建立模型，在分析新能源电网电压闪变与波动、频率偏差以及谐波等电能质量问题的基础上，针对谐波抑制问题分层次进行了的深入研究。首先，考虑电源并网带来的谐波，对逆变器采用虚拟同步电机控制，实现电源有效参与系统电压与频率的调节，明显改善了并网电能质量，并加设LCL型输出滤波器来抑制高频谐波，从而主动治理谐波。其次，考虑新能源电网与大电网与大电网的耦合以及非线性负载的使用给系统带来谐波问题。本文结合有源滤波器（APF）和无源滤波器（PPF）两者的优点，设计了一种混合型有源滤波系统（HAPF），以抑制并网节点处

7、的谐波电流。HAPF能够有效的抑制谐波电流，具有较高的性价比。最后，针对HAPF中APF直接功率控制策略问题，从功率角度分析，给出常规谐波检测控制与无谐波的功率等效关系，提出了无谐波检测的APF直接功率控制方法。本文提出了基于无谐波检测的APF直接功率控制方法省略了负载和补偿环节的谐波及无功的检测与计算，控制简单，动态性能好，抑制谐波效果更优，而且降低了系统成本。利用软件MATLAB/SIMULINK分析并仿真，验证了并网逆变器虚拟同步机控制方法以及基于无谐波检测的HAPF直接功率控制方法的有效性和可行性。四、课题