改進型直流側(cè)有源電力濾波器的諧波抑制技術(shù)研究.pdf

1、隨著配電網(wǎng)中各種電力電子設(shè)備廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)生的大量諧波注入電網(wǎng)中，電力系統(tǒng)的諧波不僅影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量，甚至危及到整個電網(wǎng)的運行安全。因此，抑制諧波的有效方法已成為電工學(xué)科領(lǐng)域研究的熱點。
　　 傳統(tǒng)的無源電力濾波器(Passive Filter，PF)只能抑制特定次數(shù)的諧波，且容易在諧波治理過程中與電網(wǎng)產(chǎn)生串聯(lián)諧振。有源電力濾波器(Active Power Filter，APF)作為一種動態(tài)抑制諧波和補償無功裝置，被認為是治理

2、電網(wǎng)諧波污染最有效的手段之一，它能夠很好地解決無源電力濾波器在諧波治理過程中存在的問題。隨著整流橋類負載的廣泛使用，電網(wǎng)中的諧波污染更加嚴重。針對整流橋類負載中的一系列電能質(zhì)量問題，直流側(cè)有源電力濾波器(Direct Current Side Active Power Filter，DCSAPF)的綜合諧波治理方案將會帶來顯著的經(jīng)濟效益。本論文的研究得到了重慶大學(xué)輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點實驗室自主項目(項目編號：2007DA

3、10512709304)的資助。文章研究內(nèi)容主要包括了諧波的產(chǎn)生與治理、APF的研究現(xiàn)狀與控制策略、濾波器基礎(chǔ)理論、DC側(cè)APF新拓撲模型的提出、新拓撲的仿真研究、主電路參數(shù)的最優(yōu)設(shè)計與選取以及整機實驗調(diào)試等部分。
　　 論文首先全面地介紹了諧波的產(chǎn)生與危害、諧波的定義與量化、諧波抑制的方法、濾波器基礎(chǔ)理論、APF研究現(xiàn)狀與分類、有源電力濾波器常用的各種控制策略與方案等。
　　 隨后，在探討了低電感耗損、低開關(guān)應(yīng)力的雙電

4、感雙開關(guān)Buck-boost拓撲族結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對DC側(cè)串聯(lián)型APF存在儲能電容過大、負載電壓的穩(wěn)定輸出過分依賴儲能電容電壓、控制和驅(qū)動電路過于復(fù)雜、輸出電壓不可調(diào)等不足，文章提出了一種輸出可調(diào)壓的DC側(cè)APF主電路拓撲模型，采用同頻同寬控制來簡化控制與驅(qū)動電路。由于以上所提拓撲存在輸出電壓調(diào)節(jié)范圍較小，且在過零點處電感電流容易出現(xiàn)較大畸變，文章改進了一種DC側(cè)APF主電路拓撲，同時分析了改進型DC側(cè)APF工作原理、功率流向以及輸出電

5、壓紋波，建立了大信號動態(tài)模型，推導(dǎo)了相應(yīng)的控制方程，設(shè)計了改進型DC側(cè)APF的PI調(diào)節(jié)器，并通過恒頻滯環(huán)控制以及平均電流控制對改進型DC側(cè)APF進行全面的仿真研究，從原理上驗證了所提拓撲的合理性與可行性，為整機實驗奠定了一定的基礎(chǔ)。
　　 接著，參照仿真實驗及仿真參數(shù)選取結(jié)果，對整機實驗的參數(shù)進行了優(yōu)化選取，設(shè)計了整機實驗方案以及模塊電路，進行了電路調(diào)試，并給出了部分實驗波形。同時對照分析了仿真實驗與整機實驗結(jié)果，從而驗證改進型