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电力系统谐波检测及治理

作　者: 李国宾
导　师: 许伯强
学　校: 华北电力大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 并联混合型有源电力滤波器谐波检测最小均方误差 MATLAB仿真
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着经济的不断发展,各种电力电子设备/负荷不断地投入电力系统,导致大量谐波的产生,影响了电力系统的供电质量;另一方面,越来越多的精密仪器和数字化设备对电网的供电质量提出了更高的要求。因此,对谐波的准确检测和有效治理具有重要意义。本文针对谐波问题,介绍了谐波的相关定义、危害和影响以及谐波的主要治理措施和发展现状。较详细地介绍了无源滤波器和有源滤波器的结构、分类和工作原理,并对各类滤波器的优缺点作了分析。然后对并联混合型有源滤波器的谐波检测部分、控制部分、主电路器件选择和参数设计部分等进行了深入的研究。对于谐波检测部分,详细地介绍了基于瞬时无功功率的p-q和ip-iq谐波检测方法,分析了一种基于最小均方误差的谐波检测方法,仿真验证了该方法提高了谐波检测电流的检测精度和实时性。对于控制部分,对并联混合型滤波器的整体控制、电流跟踪控制电路的控制方式及直流侧电压的控制方法作了详细的分析比较。在理论分析的基础上,使用MATLAB仿真平台搭建了并联混合型有源电力滤波器的仿真模型,并通过对低通滤波器、输出滤波器在不同参数下波形比较对系统进行优化设计,从而选取最优的设计方案,最后对整个滤波系统进行仿真验证。运行的结果显示,针对电力系统中严重畸变的电流波形,在投入并联混合型有源电力滤波器后,可以快速的检测出系统中的谐波分量,并对系统谐波进行了有效地抑制,达到了满意的谐波抑制效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题研究背景及意义  9-12
    1.1.1 谐波的相关定义  9-10
    1.1.2 谐波的危害及治理  10-11
    1.1.3 谐波检测方法的研究现状  11-12
    1.1.4 并联混合型有源电力滤波器的研究现状  12
  1.2 本文的主要研究内容  12-14
第2章电力滤波器的分类及工作原理  14-19
  2.1 无源电力滤波器的分类及工作原理  14-15
  2.2 有源电力滤波器分类及工作原理  15-18
    2.2.1 单独使用的并联型有源电力滤波器  16
    2.2.2 典型的并联混合型有源电力滤波器  16-18
  2.3 本章小结  18-19
第3章谐波电流的检测方法  19-25
  3.1 三相系统瞬时无功功率理论的阐述  19-20
  3.2 基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法  20-22
  3.3 基于最小均方误差的自适应谐波检测方法  22-24
  3.4 本章小结  24-25
第4章并联型有源电力滤波器的控制方法  25-33
  4.1 并联型有源电力滤波器的整体控制方法  25-28
    4.1.1 检测负载电流控制方法  25-26
    4.1.2 检测电源电流控制方法  26-27
    4.1.3 复合控制方法  27-28
  4.2 电流跟踪控制电路的控制方法  28-30
    4.2.1 瞬时值比较法  28-29
    4.2.2 三角波比较法  29-30
  4.3 主电路直流侧电压的控制方法  30-32
    4.3.1 交直流两侧的能量交换  30-31
    4.3.2 直流侧电容电压的控制方法  31-32
  4.4 本章小结  32-33
第5章并联混合型有源电力滤波器的设计  33-41
  5.1 无源滤波器的参数设计  33-34
  5.2 主电路的参数设计  34-36
    5.2.1 有源滤波器的主电路形式及工作原理  34-36
    5.2.2 主电路的容量  36
  5.3 逆变器直流侧电容的设计  36-37
  5.4 交流侧输出滤波器的设计  37-39
  5.5 设计实例  39-40
  5.6 本章小结  40-41
第6章并联混合型有源滤波器的仿真及优化设计  41-54
  6.1 并联混合型有源滤波器仿真的优化设计  41-42
  6.2 谐波检测方法的仿真分析  42-48
    6.2.1 传统谐波检测方法仿真  42-46
    6.2.2 基于最小均方的自适应谐波电流检测方法仿真  46-48
  6.3 并联型有源滤波器的整体控制方法仿真  48-49
    6.3.1 检测负载电流控制方法仿真分析  48-49
    6.3.2 检测电源电流控制方法仿真分析  49
    6.3.3 复合控制方法仿真分析  49
  6.4 电流跟踪控制电路的控制方法仿真  49-50
  6.5 直流侧电压控制的仿真  50-51
  6.6 并联混合型有源电力滤波器的仿真实例  51
  6.7 本章小结  51-54
第7章结论与展望  54-55
  7.1 结论  54
  7.2 展望  54-55
参考文献  55-58
攻读硕士学位期间发表的学术论文和科研情况  58-59
致谢  59-60
详细摘要  60-70

电力系统谐波检测及治理

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