并联型有源电力滤波器检测与控制技术的研究

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随着非线性负荷越来越多的接入电网,注入电力系统的谐波也日益增多。大量谐波的存在会严重威胁电力系统安全稳定运行。有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)是目前最受关注的谐波抑制技术之一。本文重点研究并联型有源电力滤波器(ShuntActive Power Filter,SAPF)的谐波电流检测技术、电流跟踪控制技术,并进行了实验验证。  在概述谐波电流检测方法基础上,重点分析了ip-iq法和FBD法的理论基础和谐波电流检测原理,并对两种方法的特性进行比较研究。在谐波电流检测中,低通滤波环节对谐波检测的准确性和动态响应特性具有关键影响。本文在常用的低通滤波器设计方法基础上,提出了低通滤波器的优化设计方法,并进行了实验验证。  分析了SAPF产生延时的原因,以及延时对SAPF补偿效果和稳定性的影响,概述了减少延时的方法。  概述了SAPF主要控制方法,深入分析了滞环控制和滞环空间矢量控制原理,并对两种控制方法进行了仿真研究。提出一种适应于数字化控制的SAPF定时变环宽控制方式,并利用MATLAB/Simulink进行仿真验证,仿真结果证明了该方法优异的电流跟踪控制效果。  基于初步运行的400V/10kVA有源电力滤波器样机实验平台展开实验研究,改进了硬件电路,优化了主控制程序,编写了并联有源电力滤波器的FBD法谐波电流检测程序和滞环空间矢量控制程序,并进行了实验验证。设计了有源电力滤波器的动态性能测试系统,测试了在负载突变条件下APF的动态跟踪效果,并测试了在非平衡负载条件下APF的补偿效果。  
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