学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

兼具直流偏磁与谐波补偿装置的关键问题研究

作　者: 张志佳
导　师: 白保东
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电力电子与电力传
关键词: 有源电力滤波器 直流偏磁 谐波电流检测 切比雪夫滤波器
分类号: TM761.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 50次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


近年来,随着科学技术的发展与进步,大量的电力电子装置的应用对电网造成很大的谐波污染,同时作为正在快速发展的输电技术之一,高压直流输电技术会造成换流站附近的电力变压器的中性点电位漂移,使电力变压器发生直流偏磁现象,由此产生的谐波也对电网造成污染,严重影响电能质量。与此同时先进的用电设备对电能质量的要求越来越苛刻,这对尖锐的矛盾极大的制约了经济的发展步伐。针对国家提出的建设智能电网的要求以及威胁电网安全稳定运行的两个因素,本文提出了兼具直流偏磁补偿功能的有源电力滤波器(简称APF)。文中主要介绍了谐波污染和直流偏磁的成因及危害,分析目前市场上已存在APF的拓扑结构,并针对本课题选择适合的结构,对其数学模型进行了详细的推导;选取了切比雪夫滤波器作为本文所使用的滤波器,对其优势进行了论述,并面向本课题设计了一个多阶的切比雪夫数字滤波器,实现基波电流与谐波电流的分离,提高了计算速度,降低了DSP的运算量,为实时的补偿谐波电流提供了可靠的保障;对于直流偏磁补偿的功能,推导了当此系统工作于直流偏磁补偿状态下时的数学模型;根据实验装置的电压等级和容量,进行了系统硬件设计并提出了通用的设计原则,对于元件参数选择的依据也进行了详细的说明,设计谐波检测电路、吸收电路、IGBT驱动电路,最后给出了每个元件的具体参数以及整体设计方案;根据APF在两种工作状态下不同的数学模型,分别进行了程序的编写,同时根据性能要求选择了TI公司的F2812芯片作为主控芯片,实现谐波电流的检测和SVPWM调制,控制主电路输出电网所需要的电流,从而达到谐波治理的目的。利用MATLAB/SIMULINK进行了仿真,验证该实验装置在谐波治理和直流偏磁补偿方面的效果。在最后针对实验装置的难点及不足,提出下一步工作展望。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 课题研究的目的及意义  10-11
    1.1.1 谐波治理的目的及意义  10-11
    1.1.2 抑制直流偏磁的目的及意义  11
  1.2 谐波治理与直流偏磁抑制的国内外发展现状  11-14
    1.2.1 谐波治理装置的发展历史及国内外研究现状  11-13
    1.2.2 直流偏磁的研究历史及发展现状  13-14
  1.3 论文层次及主要工作内容  14-16
第二章 有源滤波器拓扑结构及控制策略研究  16-30
  2.1 APF 拓扑结构及分类  16-19
  2.2 有源滤波器控制策略  19-29
    2.2.1 主电路数学模型  19-22
    2.2.2 基于电压空间矢量的SVPWM 调制方式  22-24
    2.2.3 改进型瞬时无功功率谐波电流检测  24-27
    2.2.4 切比雪夫数字低通滤波器设计  27-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章 直流偏磁的成因及抑制措施  30-38
  3.1 直流偏磁成因及作用机理  30-32
  3.2 直流偏磁的危害  32-33
  3.3 直流偏磁的抑制  33
  3.4 基于可控整流技术的中性点电位补偿法  33-36
    3.4.1 基于可控整流技术的中性点电位补偿法补偿原理  33-34
    3.4.2 可控整流器的数学模型推导  34-36
  3.5 本章小结  36-38
第四章 兼具直流偏磁补偿功能的有源滤波器硬件系统设计  38-48
  4.1 输出电抗器的设计  38-39
  4.2 功率器件的计算  39-41
    4.2.1 功率器件的选取  40
    4.2.2 IGBT 额定电压的计算  40-41
    4.2.3 IGBT 额定电流的计算  41
  4.3 直流母线电容计算  41-42
  4.4 检测电路的设计  42-44
    4.4.1 电流检测电路的设计  43
    4.4.2 母线电压检测电路的设计  43-44
  4.5 IGBT 驱动电路设计  44-45
  4.6 缓冲吸收电路设计  45-47
    4.6.1 缓冲吸收电路介绍  45-46
    4.6.2 缓冲吸收电路设计  46-47
  4.7 本章小结  47-48
第五章 系统仿真及结果分析  48-61
  5.1 仿真软件MATLAB 简介  48-50
  5.2 APF 系统仿真  50
  5.3 坐标变换理论及其谐波电流检测  50-55
    5.3.1 坐标正变换理论  50-52
    5.3.2 切比雪夫低通滤波器设计  52-53
    5.3.3 坐标反变换理论  53-55
  5.4 APF 建模  55-56
  5.5 直流偏磁补偿系统建模  56-57
  5.6 实验结果分析  57-60
  5.7 本章小结  60-61
第六章 结论及展望  61-62
参考文献  62-65
在学研究成果  65-66
致谢  66

相似论文

  1. 三相交流斩波调压及其谐波消除技术研究,TM423
  2. 有源电力滤波器及其在配电网中的应用,TN713.8
  3. 低损耗有源电力滤波器控制器设计,TN713.8
  4. 三相四线制三电平有源滤波器研究,TN713.8
  5. 复合控制型有源电力滤波器的研究,TN713.8
  6. 低压系统混合有源电力滤波器研究,TN713.8
  7. 磁通可控电力变压器控制系统电源的设计,TM41
  8. 燃料电池车用高频逆变系统的谐波分析与抑制,TM464
  9. 并联型三相三线制有源电力滤波器的重复控制研究,TN713.8
  10. 有源电力滤波器的神经网络PI重复控制器,TN713.8
  11. 基于DSP的有源电力滤波器控制的研究与设计,TN713.8
  12. 基于耦合变压器的直流侧有源滤波器数字实现研究,TN713.8
  13. 电压型统一电能调节器（UPQC）的理论研究,TM423
  14. 直流偏磁对变压器的影响研究,TM401
  15. 有源电力滤波器谐波检测实时性研究,TM935.2
  16. 无功补偿和谐波抑制的综合研究,TM714.3
  17. 混合型有源电力滤波技术的研究,TN713.8
  18. 基于滑模控制的有源电力滤波器控制策略研究,TN713.8
  19. 并联型有源电力滤波器的设计与实现,TN713.8
  20. 混合型无功补偿的有源电力滤波装置设计与研究,TN713.8

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化 > 自动调整 > 电压与无功功率的自动调整
© 2012 www.xueweilunwen.com