基于重复控制的并联有源电力滤波器关键技术研究-电气工程专业论文.docxVIP

基于LCL滤波器的并联有源电力滤波器关键技术研究摘 基于LCL滤波器的并联有源电力滤波器关键技术研究 摘 要 随着现代电子技术的飞速发展，更多的电子设备投入电力系统中，给电网附 加了越来越多的谐波，对电网的安全性构成了较大的威胁。并联有源电力滤波器 (Shunt Active Power Filter，简称SAPF)肩负着谐波抑制和无功功率补偿的使命， 被众多学者研究。本文研究三相四线制电容中点式并联有源电力滤波器的关键技 术，主要有：LCL输出滤波器设计、谐波电流检测方法、电流跟踪控制技术、 3D．SVPWM算法、直流侧电压值设计和控制技术。 针对谐波电流检测中存在的延时和稳态精度问题，提出一种无锁相环i。一iq检 测新方法。该新方法的特点为：通过预设变换矩阵C的频率09来实现谐波和基波 电流的检测；利用基波电流反馈，动态响应时间由1．3周期减小为0．8周期；采 用低通滤波器和均值滤波器级联组成高性能低通滤波器，可以获得最佳的检测精 度和响应速度。另外，本文还推导了三相四线制电容中点式SAPF的数学模型， 并由数学模型导出一种优化的3D．SVPWM算法，该算法去掉了传统3D．SVPWM 算法繁琐的ABC到％钐的坐标变换、空间矢量扇区判断、所在扇区基本空间矢量 占空比计算，而是直接在ABC坐标计算占空比来控制每一相桥臂开关器件通断。 针对LCL滤波器存在较大的电阻功率损耗和低频震荡现象，提出了电容分裂 LCL滤波器；将滤波电容C分为两个电容Ct和C2，只在其中一个电容支路串联 阻尼电阻。在电流跟踪环节为实现指令电流的无静差跟踪，提出了高性能重复控 制器；先使PI控制器串联重复控制器，再把串联后的控制器和另一个重复控制器 并联。当误差突然加大时，PI控制器立刻产生调节作用，半个基波周期后重复控 制器开始作用；当误差很少时，PI控制器几乎不作用，仅由重复控制器作用，具 有最佳的动态性能和跟踪精度。为降低控制系统的开关损耗和电能损耗，本文借 助数学理论严格地推导了三相四线制SAPF控制系统正常工作所必须的的直流侧 最小电压。最后，利用Matlab对提出的理论进行仿真，并对仿真所得波形和数据 作了详细分析，验证了所提新理论的准确性和有效性。 关键词：LCL滤波器；谐波检测；优化3D．SVPWM算法；高性能重复控制器； 直流侧最小电压 II 万方数据 工程硕士学位论文Abstract 工程硕士学位论文 Abstract With the rapid development of modern electronic technology，more and more electronic equipment is produced in the power system，more and more harmonics are added to the power grid，which is a great threat to the security of the power system． The shunt active power filter(Shunt Active Power Filter，abbreviation SAPF)is the mission of the harmonic suppression and reactive power compensation，has been studied by many scholars．In this paper，we study the key technology of three-phase four-wire system capacitor midpoint Shunt Active Power Filter，mainly include：LCL output filler design，harmonic current detection method，current tracking control technique，3D-SVPWM algorithm，design of dc side voltage and control technology． In view of the existing in the harmonic current detection delay and steady state accuracy problem，put forward an ip-iq new method for the detection without phase locked loop．Characteristic of the new method is：by default transformation matrix C and frequency