【摘 要】
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在现代社会所有的动力能源中,电能使用最方便、适用范围最广泛、对环境污染最小,影响着国民经济生活各领域的发展进步。随着电力系统中半导体非线性元件以及含有电弧和磁铁的电
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在现代社会所有的动力能源中,电能使用最方便、适用范围最广泛、对环境污染最小,影响着国民经济生活各领域的发展进步。随着电力系统中半导体非线性元件以及含有电弧和磁铁的电力电子装置大量使用,其复杂的非线性负载性质带来的负面影响逐步突出,甚至导致电网出现功率因数低下、波形畸变、相位丢失等不良情况。因此,提高电能质量刻不容缓,而有源滤波、无功补偿等电能变换技术在电网和用户之间能起到较佳的缓冲匹配作用,尤其是有源电力滤波器的出现,给电网谐波治理开辟了新的方向。 在谐波电流检测环节,本文依次对几种最常用的谐波电流检测方法进行了理论分析,重点对基于瞬时无功功率的两种谐波检测方法的优缺点进行研究,改进其不足之处;接着,在补偿电流跟踪控制环节,本文对SPWM控制、滞环比较控制、无差拍控制、电压空间矢量控制进行了理论分析,比较不同控制策略之间的优缺点,最终选择了基于瞬时无功功率的有功电流无功电流检测法和电压空间矢量控制策略,来设计并联型复合控制有源电力滤波器的主电路及其拓扑结构。 研究重点在于设计的并联型复合控制有源电力滤波器系统所要解决的两个问题:最优化与反馈。然后建立数学模型,着重研究复合控制策略。通过在补偿电流跟踪控制与直流侧稳压控制之间实行最优控制,实现了系统补偿电流的精确度最高、系统直流侧母线电压最稳定的最优化。根据并联型复合控制APF的数学模型,设计滤波系统的硬件与软件,并设定合适参数值。优化反馈电路,通过改变PWM信号的占空比,保障了滤波系统在精确性与实时性之间的平衡。最后,结合Matlab仿真软件,对设计的系统原理进行仿真分析,实验结果表明,系统原理设计之中的主电路参数及元器件设置是合理有效的,仿真实验的频域分析表明,系统THD的最终值为1.58%,完全符合国家标准5%的规定。基于瞬时无功功率理论的 ip-iq谐波检测法结合SVPWM控制策略的并联型复合控制有源电力滤波器能够对谐波进行有效补偿。
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