三相四线制APF中谐波电流检测及补偿策略研究.pdf

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1、三相四线制APF中谐波电流检测及补偿策略研究ResearchonCompensationStrategiesandHarmonicCurrentDetectionMethodsofThree--phaseFour．．wireActivqPowerFliterOnrreACtlVeOWerliter一作者姓名陈鹏学位类型堂压亟±学科、专业．电力电王皇电力佳动研究方向电左虫王变逸撞苤导师及职称韭国苤婴究员2011年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：啼船蚺q。P乞笏锄确委员：导伽吨脯压磺／

2、r饥扣刀．一／》眇缈以鲁厩黝虱荡1垓蟊疋篡，、7J

3、f芎独创性声明本人声明所呈交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究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金蟹王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。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谢意。学位论文作者签字：确、明豸签字日期缈f，／年争月刁日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金壁王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅

4、或借阅。本人授权金目曼王些太兰L可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：一名：季钐f虱芽签字日期：≯州1年V月7日电话：邮编：咯小利胡々9．：年名∥¨签泸者．：文期论日位字学签摘要三相四线制APF中谐波电流检测及补偿策略研究目前，电力电子装置被广泛应用到生产、生活中，使得电力系统的谐波问题日益严重，电能质量环境恶化。无源滤波器因为其成本低、结构简单、维护方便等特点，得到了大范围应用。但是，随着电力电子技术及电力电子器件的发展，

5、有源电力滤波器由于良好的动态补偿性能、灵活的控制特性，已得到广泛重视和研究。本文主要针对三相四线制有源电力滤波系统的谐波检测环节和补偿电流控制环节进行系统研究。本文首先研究了三相四线并联有源电力滤波器的主电路拓扑，分析其工作原理。分别建立了系统在abe坐标系和0【BO坐标系下的数学模型。然后分析LCL滤波器的数学模型，对各参数与滤波性能之间的关系进行了详细讨论，提出了一种LCL滤波器的参数选择办法。最后，根据能量平衡原则，分析了有源电力滤波器在运行时的能量流动，给出了直流侧电容的选择办法。其次，在谐波检测方法方面，详细研究了基于瞬时功率理论的fp．fq-io法和基于同步选择坐标

6、系的幽D法，分析二者的性能优劣和异同。并在此基础上，讨论了针对三相不平衡系统的检测方法，提出在电压检测时加入滤波器以提高锁相精度的改进。最后对检测环节中用到的滤波器进行了详细分析，给出了数字滤波器的设计方法及在DSP中的实现方法。为了实现精确补偿，补偿电流的控制策略是关键。本文首先分析了直流侧电压的控制方法，研究fuzzy和PI控制结合的电压环控制策略。然后，按控制的特点不同，依次分析了PI控制、无差拍控制和重复控制策略在有源电流滤波器中的设计及各控制器的工作性能。最后，根据目前常用的两类复合控制算法，对并行控制算法进行了改进，提出了一种新的控制策略。在以上研究的基础上对系统软

7、硬件进行设计，研制了一台50A的三相四线并联型APF实验样机。仿真和实验结果表明，系统能够有效补偿谐波及无功电流。关键词：有源电力滤波器；LCL：谐波检测；复合控制qualitydeteriorationoftheenvironment．Passivefilterforitslowcost，simpleconstruction，convenientmaintenance，obtainedthewidespreadapplication．But．asthedevelopmentofthepowerelectronictechnologyandpowerelectronicdevi

8、ces，activepowerfilterhasbeenwidelyattentionandresearched，becauseofgooddynamiccompensationperformanceandflexiblecontrolcharacteristic．Thisarticlemainlyaimsatharmonicdetectionandcompensationcurrentcontrolsystemofthree·phasefourwireactivepowerfiltersy