并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的研究.pdf

1、諧波抑制和無功功率補償是涉及電力電子技術、電力系統(tǒng)、電氣自動化技術、理論電工等領域的重大課題。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，電力電子裝置在工業(yè)和民用領域的應用日益廣泛，由此帶來的諧波和無功問題引起了人們越來越多的關注。并聯(lián)電抗式混合有源濾波器（ParallelInductorTypeHybridActivePowerFilter，PITHAPF）是一種能夠對高諧波含量和低功率因數(shù)的負載同時進行動態(tài)諧波和無功綜合補償?shù)男滦碗娏﹄娮友b置。該裝

2、置的拓撲結構采用三相四橋臂變流器，通過耦合變壓器與一個小電感并聯(lián)，再與無源電力濾波器組串聯(lián)，最后并聯(lián)接入電網(wǎng)運行。本文對這種混合有源濾波器展開了研究。
　　 第一章闡述了研究課題的背景、意義和本文的主要研究內容。首先介紹了電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原因、危害以及治理諧波的主要措施，然后總結了有源濾波器的發(fā)展歷程和國內外的研究現(xiàn)狀，最后提出本文的主要研究內容。
　　 第二章對并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的拓撲結構和補償特性展開研究。文

3、章首先對目前常見的混合有源濾波器的拓撲結構和基本工作原理進行了分析，在此基礎上提出并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的主電路拓撲結構。文中采用輸出建模方法，對并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的電流源控制策略進行了研究，通過理論分析和Matlab仿真，比較了開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復合控制下混合有源濾波器的濾波性能和諧振抑制性能。
　　 第三章研究了并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的諧波實時檢測算法。文章首先介紹了常見的諧波實時檢測算法，闡述了這些檢測算法的基

4、本原理和優(yōu)缺點。然后重點研究了目前應用最為廣泛的基于瞬時無功功率理論的ip-iq法。為了降低諧波檢測和控制器延時對有源濾波器控制精度的影響，提出基于推廣ip-iq法的諧波并行檢測算法，在Matlab中搭建仿真系統(tǒng)，將其與傳統(tǒng)的ip-iq法進行比較，驗證了算法在穩(wěn)態(tài)檢測精度和動態(tài)響應速度方面的優(yōu)勢。
　　 第四章對并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的PWM跟蹤控制方法進行了研究。文章首先介紹了跟蹤型PWM控制方法的研究現(xiàn)狀，比較了電流滯環(huán)控

5、制、定時比較控制、三角載波控制、空間矢量脈寬調制和無差拍控制的基本思想和實現(xiàn)方法。然后采用開關函數(shù)法，建立并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的數(shù)學模型，通過從α-b-c坐標系到α-β-O坐標系的變換，實現(xiàn)了三相四橋臂變流器的解耦控制。文章重點研究了基于空間電壓矢量的電流滯環(huán)PWM控制方法，應用PSCAD/EMTDC軟件進行仿真，驗證了諧波檢測算法和PWM跟蹤控制算法的正確性，比較了不同控制策略下混合有源濾波器的補償效果。
　　 第五章在上

6、述理論分析和仿真研究的基礎上，設計了并聯(lián)電抗式混合有源濾波器的樣機。首先以某工業(yè)現(xiàn)場的實際測量數(shù)據(jù)為依據(jù)，采用最小電容安裝容量法確定了無源濾波器的組成及參數(shù)。然后，通過理論計算、仿真分析和實驗測試，確定了三相四橋臂變流器、輸出濾波器、耦合變壓器和并聯(lián)電感的器件參數(shù)和要求。最后，通過實驗進一步驗證了混合有源濾波器的補償效果。
　　 第六章對本文工作進行總結，并對需進一步開展的工作進行了展望。
　　 [關鍵詞]：混合有源濾波