网侧电流检测的三相四开关有源电力滤波器研究
Research on Three-phase Four-switch Active Power Filter for Grid-side Current Detection
近几年,电力电子技术发展迅速,为我们的生活提供了很大的便利,因其大多数为非线性和时变性负荷,所以其负面效应也带来了极大的麻烦,电力电子装置的开关动作逐渐成为了最主要的谐波源.有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)因其良好的补偿实时性,动态响应快,效率高等特点越来越受到了大家的重视.但是大家对于APF的研究重点,还停留在APF的基本原理与理论,而且大多以三相六开关拓扑结构为基础进行的,没有考虑到逆变器中的开关器件长期处于高频的通断状态,发生故障的几率是很大的,关于有源电力滤波器的容错研究势在必行,因此提高故障后三相四开关的有源电力滤波器补偿性能显得尤为重要.本文在大量阅读国内外相关文献的基础上,通过对APF研究现状的了解,对APF的发展前景做了详细分析,同时讨论了三相四开关有源电力滤波器对于容错领域以及低压电力系统中的中小容量领域的重要性.本文所设计的有源电力滤波器系统采用网侧电流控制策略,省去了负载电流检测的环节,节省了一套电流传感器,还避免了负载电流检测带来的误差;在分析了传统PI控制算法在控制交流输出时的弊端之后,采用比例积分-矢量比例积分(Proportional Integral-Vector Proportional Integral,PI-VPI)的控制算法提高补偿精度;然后本文从能量角度分析了直流侧电压对交流侧输出的影响,并制定了相应的稳压均压策略;在分析了三相四开关APF直流侧电压利用率的问题之后,采用了空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)策略以提高直流侧的电压利用率.最后根据理论计算出的关键元件参数,利用MATLAB软件搭建了三相四开关有源电力滤波器的整体模型,对本文的设计方案进行验证.在理论分析与仿真验证的基础上,搭建了实验平台,仿真和实验结果验证了本方案的正确性和有效性.
- 作者：
- 邵学信
- 学位授予单位：
- 哈尔滨理工大学
- 专业名称：
- 电力电子与电力传动
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2019年
- 导师姓名：
- 李文娟
- 中图分类号：
- TM761
- 关键词：
- 有源电力滤波器；三相四开关；网侧电流检测；矢量比例积分；稳压均压策略
- active power filter; three-phase four-switch; grid-side current detection; vector proportional integral; voltage stabilizing and voltage sharing strategy;