改進型直流側有源電力濾波器的諧波抑制技術研究.pdf

1、隨著配電網中各種電力電子設備廣泛應用，其產生的大量諧波注入電網中，電力系統(tǒng)的諧波不僅影響電網的供電質量，甚至危及到整個電網的運行安全。因此，抑制諧波的有效方法已成為電工學科領域研究的熱點。
　　 傳統(tǒng)的無源電力濾波器(Passive Filter，PF)只能抑制特定次數的諧波，且容易在諧波治理過程中與電網產生串聯諧振。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量問題，直流側有源電力濾波器(Direct Current Side Active Power Filter，DCSAPF)的綜合諧波治理方案將會帶來顯著的經濟效益。本論文的研究得到了重慶大學輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術國家重點實驗室自主項目(項目編號：2007DA

3、10512709304)的資助。文章研究內容主要包括了諧波的產生與治理、APF的研究現狀與控制策略、濾波器基礎理論、DC側APF新拓撲模型的提出、新拓撲的仿真研究、主電路參數的最優(yōu)設計與選取以及整機實驗調試等部分。
　　 論文首先全面地介紹了諧波的產生與危害、諧波的定義與量化、諧波抑制的方法、濾波器基礎理論、APF研究現狀與分類、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、低開關應力的雙電

4、感雙開關Buck-boost拓撲族結構的基礎上，針對DC側串聯型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、控制和驅動電路過于復雜、輸出電壓不可調等不足，文章提出了一種輸出可調壓的DC側APF主電路拓撲模型，采用同頻同寬控制來簡化控制與驅動電路。由于以上所提拓撲存在輸出電壓調節(jié)范圍較小，且在過零點處電感電流容易出現較大畸變，文章改進了一種DC側APF主電路拓撲，同時分析了改進型DC側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，推導了相應的控制方程，設計了改進型DC側APF的PI調節(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。
　　 接著，參照仿真實驗及仿真參數選取結果，對整機實驗的參數進行了優(yōu)化選取，設計了整機實驗方案以及模塊電路，進行了電路調試，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果，從而驗證改進型