【摘 要】
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随着电力电子技术的发展以及人类生产水平的提高,越来越多的非线性电气设备接入三相四线制低压配电网中,导致其电网产生严重的谐波污染和电网电压三相不平衡等电能质量问题,有源电力滤波器（Active Power Filter,APF）能够解决上述问题,应用广泛。本文结合工作实际,对低压三相四线制配电网中四桥臂APF进行了研究,主要内容如下:首先,对FBD谐波电流检测方法分析,针对锁相环在电网电压不对称情况
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随着电力电子技术的发展以及人类生产水平的提高,越来越多的非线性电气设备接入三相四线制低压配电网中,导致其电网产生严重的谐波污染和电网电压三相不平衡等电能质量问题,有源电力滤波器（Active Power Filter,APF）能够解决上述问题,应用广泛。本文结合工作实际,对低压三相四线制配电网中四桥臂APF进行了研究,主要内容如下:首先,对FBD谐波电流检测方法分析,针对锁相环在电网电压不对称情况下锁相不准确的问题,提出了采用基波正序电压提取替代锁相环的方法,实现了无锁相环检测,并进行了理论分析和MATLAB仿真验证。其次,对四桥臂有源电力滤波器3D-SVPWM（three-dimensional Space vector pulse width modulation）调制过程进行了分析,并对其主电路容量、直流侧电压、电容、交流侧输出电感等参数进行了设计。并通过坐标变换和电流环解耦的方法建立了四桥臂APF的数学模型。然后,对电流环PI调节器参数、性能进行了详细分析,针对其带宽受限、难以实现对多频率谐波无静差补偿的问题,本文使用PI控制与重复控制相结合的方法对其进行改进,并对这种方法的参数设计进行了分析,并通过MATLAB仿真证实了理论分析的正确性。再者,对四桥臂有源电力滤波器直流侧电压传统控制方法的缺陷进行了分析,提出了采用模糊自整定PI参数方法,有效避免了传统PI调节器调量大、鲁棒性差的问题,并通过MATLAB仿真进行了验证。最后,基于MATLAB仿真软件和以DSP为控制核心的实验平台,对四桥臂有源电力滤波器控制效果进行了仿真和实验验证,结果表明采用本文所提的谐波电流检测方法及控制策略,能够有效抑制电网中的谐波,实现对中性线电流的补偿,并且具有较好的补偿稳、动态性能。
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