有源电力滤波器电流控制器设计

本科生毕业论文姓名：学号：专业：电气工程及其自动化论文题目：有源电力滤波器电流控制器设计指导教师：职称：2014年6月XXXX大学毕业论文任务书专业年级学号学生姓名任务下达日期：2013年10月14日毕业论文日期：2013年12月30日至2014年6月7日毕业论文题目：有源电力滤波器电流控制器设计毕业设计专题题目：毕业论文主要内容和要求：主要内容：1.研究APF的研究背景、意义和发展概况；2.APF的结构及工作原理；3.APF主电路参数的设计方法；4.研究APF跟踪控制方法；5.APF仿真及分析；具体要求：1.查阅相关资料，了解APF的结构及工作原理；2.分析有源电力滤波器谐波检测方法；3.APF主电路参数的设计及控制策略的分析；4．建立APF仿真模型并进行仿真验证分析。指导教师签字：郑重声明本人所呈交的毕业论文，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文属于原创。本毕业论文的知识产权归属于培养单位。本人签名：日期：XXXX大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日XXXX大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日XXXX大学毕业论文答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要随着电力电子器件的发展，电力系统中非线性负荷大量增加。因此，解决日趋严重的谐波污染与电能质量要求越来越高的问题成为当今科技工作者研究的主要问题。电力有源滤波器以其优越的补偿性能，已成为电力电子技术领域的研究热点之一。主电路参数及电流环跟踪控制策略是影响有源电力滤波器补偿性能的关键因素。本论文通过三相三线并联型有源电力滤波器的数学模型，讨论了主电路参数的设计方法及确定参数的大小，包括：功率开关器件的选取、直流侧电容、直流侧电压、交流侧电感。电流环控制环节要求补偿电流无误差的跟踪指令电流信号，针对无差拍控制方法具有实时性和准确性的特点，论文采用无差拍控制与SVPWM相结合的控制方案。通过无差拍控制方法得出的电压信号经SVPWM调制产生控制主电路开关器件的通断的PWM脉冲，产生补偿电流。在MATLAB/SIMULINK的仿真平台下搭建无差拍与SVPWM相结合的仿真模型，验证了主电路参数设计方法是合理的，分析了交流侧电感值、直流侧电压值对APF性能的影响。仿真结果表明采用无差拍与SVPWM相结合的控制方法能快速的跟踪补偿电力系统中的谐波电流，具有良好的动态性能和稳态性能。关键词：主电路参数；无差拍；SVPWM；MATLAB/SIMULINKABSTRACTWiththedevelopmentofpowerelectronicdevices,powersystemsasignificantincreaseinnon-linearloads.Therefore,tosolvetheincreasinglyseriousharmonicpollutionandtheincreasingdemandsofpowerqualityproblemsbecomemajorissuesintoday'sscienceandtechnologyresearchworkers.Activepowerfiltertocompensateforitssuperiorperformance,hasbecomeoneofthehottechnologiesinthefieldofpowerelectronics.Themaincircuitparametersandcurrentlooptrackingcontrolstrategyisakeyfactoraffectingtheperformanceofactivepowerfiltercompensation.Inthisthesis，fromthree-phasethree-wireshuntactivepowerfiltermathematicalmodel，discussesthedesignofthemaincircuitparametersandtodeterminethesizeparameters，including：selectpowerswitchingdevices，theDCcapacitor，theDCvoltage，ACsideinductance.Currentloopcontrollinkrequirescompensationcurrenterror-trackingcommandcurrentsignalfordeadbeatcontrolmethodhaveTimelinessandaccuracycharacteristics，thepaperadoptsdeadbeatcontrolschemecombinescontrolandSVPWM.BydeadbeatcontrolmethodderivedfromthevoltagesignalSVPWMmodulationproducedbycontrollingthemaincircuitswitchingdevicesonandoffProducethePWMpulsegeneratingcompensationcurrent.IntheMATLAB/SIMULINKsimulationplatformtobuilddeadbeatSVPWMsimulationmodelwithacombinationtovalidatedcircuitparameterdesignmethodisreasonable，theinfluenceoftheACsideinductancevalue，thevalueofDCvoltageperformanceoftheAPF.ThesimulationresultsshowthatthedeadbeatcontrolmethodcombineswithSVPWMfasttracktocompensatethepowersystemharmoniccurrent，withgooddynamicperformanceandsteady-stateperformance.Keywords：Maincircuitparameters；deadbeat；SVPWM；MATLAB/SIMULINK目录1绪论............................................................................................................11.1谐波的危害.....................................................................................11.2抑制谐波的方式............................................................................21.4有源滤波技术的研究现状和发展趋势........................................41.5谐波标准........................................................................................81.6本文主要研究的内容...................................................................102有源电力滤波器结构及谐波电流检测方法..........................................102.1有源电力滤波器的结构及工作原理..........................................102.2谐波电流检测方法......................................................................123并联型有源电力滤波器主电路参数设计方法......................................143.1有源电力滤波器容量...................................................................153.2主电路直流侧电压dcU的选取....................................................153.3功率器件的选择..........................................................................163.4主电路直流侧电容的计算..........................................................183.5主电路交流侧电感参数计算......................................................184有源电力滤波器补偿电流跟踪控制方法..............................................214.1并联型有源电力滤波器的数学模型...........................................214.2APF控制系统基本原理...............................................................244.3有源电力滤波器控制策略的实现..............................................284.3.1SVPWM算法在APF中的应用...........................................284.3.2无差拍控制法..................................................................294.3.3SVPWM算法的实现...........................................................304.4并联型有源电力滤波器直流侧电压控制..................................375并联型有源电力滤波器仿真分析..........................................................395.1谐波检测算法的验证...................................................................405.2交流侧电感对补偿性能的影响..................................................415.3直流侧电压值对补偿性能的影响...........................................