多重化有源电力滤波器关键技术研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiaoqiao06242005
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随着电力电子设备的大量应用,电网谐波污染问题日益严重。有源电力滤波器作为提高电能质量的有效工具,可以补偿电网中的谐波电流和无功电流。为了有效提升有源电力滤波器的补偿容量,本文以多重化三相三线制并联型有源电力滤波器(APF)为研究对象,旨在解决其在运行时的一些关键技术问题。对于有源电力滤波器来说,谐波检测环节对滤波器的滤波性能有着重要的影响。本文对传统的谐波检测算法进行了分类,并重点介绍了应用较广泛的ip-iq谐波检测算法。因该检测算法需要用到低通滤波器,而低通滤波器的使用会加大系统的延时,不适用于谐波变化较快的场合。本文介绍了一种基于离散傅里叶的谐波检测算法,并对传统的滑窗迭代离散傅里叶谐波检测算法做了三个方面的改进,可以实现对基波信号的快速跟踪,其响应速度优于ip-iq检测算法。针对多重化有源电力滤波器,本文建立了其在三相静止坐标系、两相静止坐标系以及两相旋转坐标系中的数学模型,并推导出了零序电流的数学表达式。由于直流侧采用共用母线电容的结构,会产生一定的零序环流。本文对系统中的零序环流路径进行了详细分析,并推导出了零序环流的形成机制。环流的产生在某些方面会影响滤波器的性能,本文对其零序损耗展开了讨论,并采用等效的方式说明了零序环流对设备滤波性能的影响。根据多重化有源电力滤波器的数学模型,本文给出了一种基于无差拍控制和电流均衡控制的环流抑制策略。无差拍控制主要是基于其数学模型,对下一运算周期的零矢量作用时间进行调整。电流均衡控制策略主要是用于配合无差拍控制,其主要控制思想是对α/β轴电流再调节。结合这两种控制策略可以实现对零序环流的有效抑制,并在一定程度上提高有源电力滤波器的性能。最后,利用MATLAB仿真和现有的实验平台对本文的相关内容进行了验证。
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