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并联型三相三线制有源电力滤波器的重复控制研究

作　者: 张进
导　师: 廖敏夫
学　校: 大连理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: 有源电力滤波器 PI控制重复控制电流环控制谐波抑制
分类号: TN713.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,电力电子装置的应用日益广泛,其已成为最严重和最突出的谐波源,对电力系统造成了严重的谐波污染,因此谐波的治理变得非常现实而有价值,而有源电力滤波器是目前众多谐波治理手段中最有效的一种。本文首先简单介绍了谐波的定义和危害,在对比了现有的谐波治理手段之后,阐述了有源电力滤波器的优势和理论基础。接着在并联型三相三线制有源电力滤波器系统数学模型的基础上,对其谐波指令的提取和补偿指令的产生做了进一步的论述。同时重点对电流环的控制方式,包括PI控制和重复控制做了非常详细的阐述。通过对比,本文采用d-q同步旋转坐标变换的检测方法和基于滑窗迭代法的低通数字滤波来实现谐波电流的提取,并对产生补偿电流所采用的空间矢量脉宽调制原理也做了比较详细的介绍。通过对有源电力滤波器系统进行数学建模以及采用状态反馈法实现d轴和q轴的解耦,设计了电流环和电压环的PI控制器。通过仿真实验,分析了各电路参数对系统性能的影响,指出了在有源电力滤波中单纯采用PI控制的固有局限性,进而提出了在电流环控制中引入重复控制策略来改善系统的稳态特性,并给出了重复控制器各个环节的详细设计过程。通过参数整定,最后的PI和重复并联复合控制仿真实验结果表明了该控制方式对谐波有很好的治理效果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 谐波的概念和危害  8-10
    1.1.1 谐波的概念  8-10
    1.1.2 谐波的危害  10
  1.2 谐波治理的方法及比较  10-11
  1.3 有源电力滤波器的发展历程及其优势  11-12
    1.3.1 有源电力滤波器的起源和发展  11-12
    1.3.2 有源电力滤波器的优势  12
  1.4 本文的研究内容  12-13
2 并联型三相三线制有源电力滤波器的理论基础  13-26
  2.1 有源电力滤波器的分类  13
  2.2 并联型三相三线制有源电力滤波器的拓扑结构及数学模型  13-18
    2.2.1 并联型三相三线制有源电力滤波器的拓扑结构  13-14
    2.2.2 并联型三相三线制有源电力滤波器的数学模型  14-18
  2.3 有源电力滤波器的谐波电流检测  18-22
    2.3.1 有源电力滤波器的谐波检测方法及其比较  18-19
    2.3.2 基于同步旋转坐标变换的d-q法  19-21
    2.3.3 数字低通滤波器  21-22
  2.4 空间矢量脉宽调制  22-25
  2.5 本章小结  25-26
3 并联型三相三线制有源电力滤波器的控制器的设计  26-38
  3.1 电流PI控制器的设计  26-28
  3.2 电压环PI控制器的设计  28-30
  3.3 PI控制的仿真分析  30-37
  3.4 本章小结  37-38
4 有源电力滤波器电流环复合控制  38-55
  4.1 重复控制的基本思想  38-40
  4.2 重复控制器的基本结构及功能  40-42
  4.3 APF重复控制器的设计  42-47
  4.4 重复控制器的系统仿真分析  47-54
  4.5 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-59
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  59-60
致谢  60-61

并联型三相三线制有源电力滤波器的重复控制研究

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