【摘 要】
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近年来,我国科技不断进步,电力电子器件作为推动我国工业文明进程的重要元件,得到了大范围的推广使用。电力电子设备虽然给人们的生活提供了便利,但同时带来的谐波污染问题也
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近年来,我国科技不断进步,电力电子器件作为推动我国工业文明进程的重要元件,得到了大范围的推广使用。电力电子设备虽然给人们的生活提供了便利,但同时带来的谐波污染问题也同样不可忽视,因此谐波污染一直是研究人员探讨的热门话题。目前对三相系统谐波治理的研究比较多,但实际上单相非线性负载带来的谐波污染也同样严重。例如,在电气化铁路上,电力机车对铁路供电系统的谐波污染就十分严重。因此,如何对单相系统中的谐波快速而高效地进行补偿是亟需探讨的问题。本文以单相并联混合型有源电力滤波器为研究对象,采用无源滤波器和有源滤波器并联的结构。首先介绍了无源滤波器、有源滤波器和混合型有源滤波器的工作原理、分类和优缺点。滤波器参数的合理性是保证滤波效果的基础,本文根据谐波特点及滤波器的设计原则,对混合型有源滤波器的无源和有源部分进行了设计,并通过之后的仿真验证了设计的正确性。谐波电流检测与补偿电流的控制是混合有源电力滤波器的两个研究重点,也是本文的主要研究内容。在谐波检测方面,本文采用一种基于平均有功功率的谐波检测方法。相比于瞬时无功功率理论谐波检测法不能直接用于单相系统,结构复杂、实时性弱的缺点,平均有功功率法具有结构简单,检测准确的优点。但由于在该方法的检测过程中需要使用低通滤波器,会降低检测实时性,针对这一问题,本文提出了改进方法。通过Matlab仿真,证明改进后的方法检测精准、动态响应速度快。控制方法方面,本文采用将PI控制和重复控制并联的复合控制方法。PI控制补偿效果不理想,但是具有较快的动态响应速度;重复控制的补偿精度高,但是需要延时一个周期才能对控制对象产生作用。PI+重复控制兼具PI控制与重复控制的优点,具有较高的补偿精度和较快的动态响应速度。通过Matlab仿真,证明采用PI+重复控制的混合有源电力滤波器具有更好的谐波补偿效果。
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