三相电力有源滤波器控制方法研究.doc
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三相电力有源滤波器控制方法研究,1.62万字我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用摘要谐波存在于电网中不但会降低各类供电设备的效率，而且大量的谐波甚至会对公共电网的安全造成风险。有源电力滤波器（active power filter, apf）的出现为电网中谐波治理问题提供了一种有效的手段。它是一种可以用来...
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三相电力有源滤波器控制方法研究
1.62万字
我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要 谐波存在于电网中不但会降低各类供电设备的效率，而且大量的谐波甚至会对公共电网的安全造成风险。有源电力滤波器（Active Power Filter, APF）的出现为电网中谐波治理问题提供了一种有效的手段。它是一种可以用来动态地治理谐波的新型电力电子装置，并且可以对不同幅值和频率的谐波同时进行快速跟踪补偿。
本文选择三相四线制并联有源电力滤波器为探究对象，首先介绍了有源电力滤波器的基本工作原理及其主电路的拓扑结构，对几种常用主电路的拓扑结构进行了对比分析，并指出四桥臂拓扑结构的优点。其次对谐波电流的检测方法与电流跟踪控制策略进行了研究，提出了三相四线制系统中谐波电流检测方法——零线电流分离法；然后对三相四线制并联有源电力滤波器的电流跟踪控制方法做了细致的研究，具体介绍了滞环电流控制、三角波调制控制、电流预测控制的原理和特点，通过综合比较选择了电流预测控制方法，对其建立了数学模型，在此基础之上，使用MATLAB软件搭建了其仿真电路，通过仿真实验证明了这种控制方法的正确性与可行性。
关键词:谐波 三相四线制 有源电力滤波器 电流预测控制
Research on Control Strategy for a Three-Phase Active Power Filter
Abstract The presence of harmonics in the grid not only reduces the efficiency of power supply equipment, and a large number of harmonics also endanger the safety of the public grid. The appearance of Active Power Filter (APF) provides an effective means of harmonic suppression, which is a new type power electronic devices that can be used to dynamically suppress harmonics, which can simultaneously track and compensate harmonics with different sizes and frequencies.
In this paper, three-phase four-wire shunt active power filter is chosen for the study.
Firstly, I Introduced the basic working principle and the main circuit topology of APF, gave comparative analysis of several commonly used topology for the main circuit and pointed out the advantages of four-leg topology. Secondly, Harmonic current detection methods and current tracking control strategy has been studied, and a three-phase four-wire system harmonic current detection method that neutral current separation has been proposed; then focus on the three-phase four-wire shunt active power filter control methods and gave depth discussion. Specifically introduced Principles and characteristics of hysteresis current control method, triangular wave modulation control method and current predictive control method. Through comprehensive comparison, I selected current predictive control method as current tracking control method, and established mathematical model. On this basis, I use MATLAB software to build its circuit simulation, and the simulation results proved the correctness and feasibility of this method of control.
Key words: harmonics, three-phase four-wire system, APF, predictive control
目 录
第一章 绪 论 1
1.1电力系统谐波问题和有源滤波技术 1
1.1.1谐波的产生 1
1.1.2谐波与无功的危害 2
1.2谐波的治理方法 2
1.2.1 无源电力滤波技术 3
1.2.2 有源电力滤波技术 4
1.3 有源电力滤波器 4
1.3.1有源电力滤波器的发展历史 4
1.3.2 有源电力滤波器的分类 5
1.3.3有源电力滤波器控制方法国内外研究现状 7
1.3.3.1 目前常用的谐波电流检测方法 7
1.3.3.2 目前常用的电流跟踪控制方法 8
1.4本文的主要工作及其意义 10
1.4.1 三相四线制电力有源滤波器的研究意义 10
1.4.2 本文主要工作 11
第二章 三相四线制并联型有源电力滤波器主电路设计 12
2.1有源电力滤波器的基本工作原理 12
2.2三相四线制并联型有源电力滤波器的主电路设计 13
2.2.1三相四线制并联型有源电力滤波器框图 13
2.2.2三相四线并联型有源电力滤波器的主电路拓扑选择 14
2.2.3 采用四相变流器的主电路数学模型 15
2.3 本章小结 18
第三章 三相四线制有源电力滤波器控制方法 19
3.1三相四线制系统谐波检测 19
3.1.1三相四线制系统中无功功率理论的使用 19
3.1.2 三相四线制系统中谐波检测方法——零线电流分离法 21
3.2 APF预测电流控制法 23
3.2.1 APF预测控制基本原理 23
3.2.2 指令电流控制基本原理 24
3.3 本章小结 25
第四章 仿真验证 26
4.1有源电力滤波器仿真模型的建立 26
4.2 仿真结果及分析 29
4.3 本章小结 32
第五章 总结与展望 33
5.1总结 33
5.2 展望 33
致 谢 35
参考文献 36
1.62万字
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摘要 谐波存在于电网中不但会降低各类供电设备的效率，而且大量的谐波甚至会对公共电网的安全造成风险。有源电力滤波器（Active Power Filter, APF）的出现为电网中谐波治理问题提供了一种有效的手段。它是一种可以用来动态地治理谐波的新型电力电子装置，并且可以对不同幅值和频率的谐波同时进行快速跟踪补偿。
本文选择三相四线制并联有源电力滤波器为探究对象，首先介绍了有源电力滤波器的基本工作原理及其主电路的拓扑结构，对几种常用主电路的拓扑结构进行了对比分析，并指出四桥臂拓扑结构的优点。其次对谐波电流的检测方法与电流跟踪控制策略进行了研究，提出了三相四线制系统中谐波电流检测方法——零线电流分离法；然后对三相四线制并联有源电力滤波器的电流跟踪控制方法做了细致的研究，具体介绍了滞环电流控制、三角波调制控制、电流预测控制的原理和特点，通过综合比较选择了电流预测控制方法，对其建立了数学模型，在此基础之上，使用MATLAB软件搭建了其仿真电路，通过仿真实验证明了这种控制方法的正确性与可行性。
关键词:谐波 三相四线制 有源电力滤波器 电流预测控制
Research on Control Strategy for a Three-Phase Active Power Filter
Abstract The presence of harmonics in the grid not only reduces the efficiency of power supply equipment, and a large number of harmonics also endanger the safety of the public grid. The appearance of Active Power Filter (APF) provides an effective means of harmonic suppression, which is a new type power electronic devices that can be used to dynamically suppress harmonics, which can simultaneously track and compensate harmonics with different sizes and frequencies.
In this paper, three-phase four-wire shunt active power filter is chosen for the study.
Firstly, I Introduced the basic working principle and the main circuit topology of APF, gave comparative analysis of several commonly used topology for the main circuit and pointed out the advantages of four-leg topology. Secondly, Harmonic current detection methods and current tracking control strategy has been studied, and a three-phase four-wire system harmonic current detection method that neutral current separation has been proposed; then focus on the three-phase four-wire shunt active power filter control methods and gave depth discussion. Specifically introduced Principles and characteristics of hysteresis current control method, triangular wave modulation control method and current predictive control method. Through comprehensive comparison, I selected current predictive control method as current tracking control method, and established mathematical model. On this basis, I use MATLAB software to build its circuit simulation, and the simulation results proved the correctness and feasibility of this method of control.
Key words: harmonics, three-phase four-wire system, APF, predictive control
目 录
第一章 绪 论 1
1.1电力系统谐波问题和有源滤波技术 1
1.1.1谐波的产生 1
1.1.2谐波与无功的危害 2
1.2谐波的治理方法 2
1.2.1 无源电力滤波技术 3
1.2.2 有源电力滤波技术 4
1.3 有源电力滤波器 4
1.3.1有源电力滤波器的发展历史 4
1.3.2 有源电力滤波器的分类 5
1.3.3有源电力滤波器控制方法国内外研究现状 7
1.3.3.1 目前常用的谐波电流检测方法 7
1.3.3.2 目前常用的电流跟踪控制方法 8
1.4本文的主要工作及其意义 10
1.4.1 三相四线制电力有源滤波器的研究意义 10
1.4.2 本文主要工作 11
第二章 三相四线制并联型有源电力滤波器主电路设计 12
2.1有源电力滤波器的基本工作原理 12
2.2三相四线制并联型有源电力滤波器的主电路设计 13
2.2.1三相四线制并联型有源电力滤波器框图 13
2.2.2三相四线并联型有源电力滤波器的主电路拓扑选择 14
2.2.3 采用四相变流器的主电路数学模型 15
2.3 本章小结 18
第三章 三相四线制有源电力滤波器控制方法 19
3.1三相四线制系统谐波检测 19
3.1.1三相四线制系统中无功功率理论的使用 19
3.1.2 三相四线制系统中谐波检测方法——零线电流分离法 21
3.2 APF预测电流控制法 23
3.2.1 APF预测控制基本原理 23
3.2.2 指令电流控制基本原理 24
3.3 本章小结 25
第四章 仿真验证 26
4.1有源电力滤波器仿真模型的建立 26
4.2 仿真结果及分析 29
4.3 本章小结 32
第五章 总结与展望 33
5.1总结 33
5.2 展望 33
致 谢 35
参考文献 36
