基于空間矢量滯環(huán)控制策略的并聯型有源電力濾波器的研究.pdf

1、近年來，電力電子技術的快速發(fā)展使得各種電力電子裝置和非線性負載越來越普遍的應用于社會各個領域。由于它們非線性和多樣性的特點的存在，雖然能令人們高效利用電能，但同時也產生了大量的諧波電流。這些諧波電流會注入到電網中，使得電網諧波污染的情況越來越嚴重。諧波不僅影響著電力設備安全穩(wěn)定的正常運行，甚至嚴重威脅了電網的安全、穩(wěn)定和經濟運行。電力系統(tǒng)諧波的治理早已成為一個被廣泛關注的研究課題。有源電力濾波器(ActivePowerFilter，縮寫

2、為APF)是一種無功和諧波的新型綜合補償裝置，其優(yōu)點是能連續(xù)動態(tài)實時地抑制電網中的各次諧波和有選擇地補償無功功率等不平衡量，響應速度快等。有源電力濾波器在電力系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，與無源濾波器相比，其適應能力更強，并能通過改變APF的控制策略，實現治理不同諧波源的目的。
　　 本文圍繞三相三線制并聯型有源電力濾波器為研究對象，討論在研發(fā)并聯有源電力濾波器的過程中的一些需要重點關注的技術。本文把有源電力濾波器的補償電流跟蹤控制策

3、略作為探討和研究的切入點，著重研究如何提高APF補償諧波的效果。
　　 首先，綜述當前電網中的諧波問題、諧波危害。討論了常用的一些諧波抑制技術，可以看出有源電力濾波器可以更加有效地補償諧波電流，和更好地改善電能質量。并對有源電力濾波器的發(fā)展情況進行了回顧
　　 其次，在簡要敘述了諧波檢測算法，分析了基于瞬時無功功率理論的p-q和ip-iq諧波檢測法。針對目前基于滯環(huán)原理的補償電流跟蹤控制環(huán)節(jié)的局限性，提出了目前比較適用于

4、數字控制的空間矢量滯環(huán)PWM控制方法。在詳細分析空間矢量脈寬調制(SVPWM)原理的基礎上，著重描述了如何通過電流誤差矢量的區(qū)域和參考電壓矢量的區(qū)域判斷逆變器輸出的電壓矢量所在區(qū)域的方法。最后簡單分析了進行逆變器直流側電壓控制和軟啟動控制的目的。
　　 接著，在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下搭建并聯型有源電力濾波器系統(tǒng)的仿真模型，諧波檢測算法采用基于瞬時無功功率理論的ip-iq檢測法，分別對基于傳統(tǒng)滯環(huán)PWM控制策略和

5、基于空間矢量滯環(huán)PWM控制策略進行仿真比較。通過理論分析推導及仿真研究，尋找系統(tǒng)中可能影響控制效果的參數，并試驗加以調整，以達到改進控制效果的目的。通過與傳統(tǒng)滯環(huán)電流跟蹤控制方法仿真結果相比較，該系統(tǒng)具有響應快、精度高的優(yōu)點，能夠精確、迅速地檢測出并補償諧波電流。
　　 最后在理論分析和仿真實驗的基礎上，以江蘇省蘇州市電力設備與自動化重點實驗室中有源電力濾波器樣機為實驗平臺，探討了與本課題相關的實驗樣機的硬件設計過程。在此基礎上