内容发布更新时间 : 2024/12/23 9:25:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

有源电力滤波器电流控制器设计毕业论文

目 录

1 绪论 ............................................................................................................1

1.1谐波的危害 .....................................................................................1 1.2 抑制谐波的方式 ............................................................................2 1.4 有源滤波技术的研究现状和发展趋势 ........................................4 1.5 谐波标准 ........................................................................................8 1.6本文主要研究的内容 ...................................................................10 2 有源电力滤波器结构及谐波电流检测方法 ..........................................10

2.1 有源电力滤波器的结构及工作原理 ..........................................10 2.2 谐波电流检测方法 ......................................................................12 3 并联型有源电力滤波器主电路参数设计方法 ......................................14

3.1有源电力滤波器容量 ...................................................................15 3.2 主电路直流侧电压Udc的选取 ....................................................15 3.3 功率器件的选择 ..........................................................................16 3.4 主电路直流侧电容的计算 ..........................................................18 3.5 主电路交流侧电感参数计算 ......................................................18 4 有源电力滤波器补偿电流跟踪控制方法 ..............................................21

4.1并联型有源电力滤波器的数学模型 ...........................................21 4.2 APF控制系统基本原理 ...............................................................24 4.3 有源电力滤波器控制策略的实现 ..............................................28

4.3.1 SVPWM算法在APF中的应用 ...........................................28

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4.3.2 无差拍控制法 ..................................................................29 4.3.3 SVPWM算法的实现 ...........................................................30 4.4 并联型有源电力滤波器直流侧电压控制 ..................................37 5 并联型有源电力滤波器仿真分析 ..........................................................39

5.1谐波检测算法的验证 ...................................................................40 5.2 交流侧电感对补偿性能的影响 ..................................................41 5.3 直流侧电压值对补偿性能的影响 ..............................................44 5.4 鲁棒性分析 ..................................................................................47 5.5 动态性能分析 ..............................................................................48 6 结论 ..........................................................................................................51 参考文献 ......................................................................................................52 翻译部分 ......................................................................................................56

英文原文 ..............................................................................................56 中文译文 ..............................................................................................73 致 谢 ..........................................................................................................86

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1 绪论

随着科学技术的发展和社会的进步，电能己经成为人们生产生活和现代社会生产中必不可少的能源。近几十年来随着电力电子装置在工业生产中的普遍应用，以及非线性负载的容量和数量的增加使得电力系统中的谐波污染越来越严重，然而用户及电力网中的设备对电能质量的要求越来越高。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。有源电力滤波器因有主动的补偿能力且不受系统阻抗特性的影响，在现在的生产中收到普遍的应用。本章从课题研究的背景出发，探讨了谐波治理的研究意义和主要的治理措施，阐述了有源滤波技术的发展概况和国内外研究现状，最后简单介绍了本论文的主要内容。

1.1谐波的危害

电力系统谐波产生根源是非线性负载的使用，致使电流和电压波形发生畸变。非线性负载主要包括：冶金工业中的电弧炉、中频炉与轧钢机，电解铝中用的大功率变流装置，传动与控制领域中用的变频器与电力机车，高压直流输电系统的换流阀以及现实生活中的领域的电脑、电视机与电磁炉等。

近几十年来，随着电力电子技术的发展，大功率开关器件的广泛应用，使得电网电压和电流波形产生了严重的畸变，不是正常的正弦波，电力电子装置给公用电网中注入了大量的高次谐波，严重影响了电气设备的正常运行，因为谐波的产生引起的各种故障和事故不断发生。电力系统谐波的危害引起了人们的高度重视。目前谐波污染对电力系统和接入电力网中的电气设备产生的危害主要表现在以下几个[1]：

(1)谐波的产生增大了负载电流，由于谐波频率高于基波，产生高频的趋肤效应会使导线的等效截面积减小，导致导线过热；

(2)谐波会影响电网中用电设备的正常工作。例如，电动机的附加损耗，使其发热，缩短其使用寿命等；

(3)谐波会影响通讯设施运行可靠性；

(4)谐波会使电气计量出现误差或错误，使保护设备误动作； (5)非平衡谐波会使UPS大功率整流负载的中线电流过大而烧断。 (6)谐波损坏无功补偿设备。随着谐波频率的增大，无功补偿电容的阻

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