并联混合型有源电力滤波器的研究.pdf

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1、分类号密级并联混合型有源电力滤波器的研究研究生姓名：刘小文指导教师姓名、职称：易吉良副教授学科专业：电气工程研究方向：现代电力电子技术及系统湖南工业大学二〇一八年六月十日摘要随着科学技术的发展，电能与我们的日常生活联系更为紧密。新能源汽车、轨道交通运输系统、各类制造企业等不断涌现，相应的各类电力电子大功率开关器件得到广泛地应用，致使非线性负载大量增加，产生大量谐波电流注入公用电网，危害电网运行和设备安全。因此，电网谐波污染已经成为有待解决的重要问题。本文以一种混合型谐振式有源电力滤波器（HRTAPF）为研究对象，研究其在具体工程中的设计方法，以提高系

2、统的滤波性能和实际应用价值。本文借助具体工程中无功补偿容量和谐波含量相关参数，以及分析原方案中投入的静态滤波器存在的动态性能不好和适应性不广等问题，提出采用一种新的HRTAPF滤波器替代原有方案，以达到兼顾动、静态性能的目的。首先，构建HRTAPF的主体电路结构、分析电路特征、得出等效电路以及数学模型；其次，对HRTAPF中各部件的参数进行设计与分析；然后，针对HRTAPF系统中谐波检测和控制策略这两个关键点，设计了系统的谐波检测方法及其控制策略。结合广义积分和离散滑模变结构控制算法，形成复合型离散滑模变结构控制策略对HRTAPF进行实时控制。对各个

3、部分、各个环节都进行了理论分析、仿真实验，以此论证方案的可行性和合理性。最后，利用MATLAB仿真软件对HRTAPF系统的整体滤波性能进行仿真实验。分别在电网系统阻抗稳定和阻抗波动这两种工况下进行仿真试验，并将HRTAPF系统的仿真结果与静态滤波器PF进行对比，验证了HRTAPF具有更优良的动静态滤波特性，应用范围更广。关键词：谐波抑制，混合型有源电力滤波器，广义积分，离散滑模变结构控制IABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,electricalpowerhasbecomemoreclose

4、lyrelatedtoourdailylives.Withcontinuousintroductionofnewenergyvehicle,railtransportationsystemandvariousmanufacturers,correspondingelectricalandelectronichigh-powerswitchinstrumentshavebeenwidelyused,whichhasresultedinsignificantincreaseofnonlinearload.Itwouldgeneratemassivehar

5、monicsinjectedintotheutilitygrid,whichmayendangerthegridoperationandequipmentsafety.Therefore,thegridharmonicshavebecomeamajorproblemthatneedstobeaddressed.Withamixedresonantactivepowerfilter(HRTAPF)astheresearchobject,thispaperstudiesthedesignapproachinspecificprojecttoimprove

6、thefilterperformanceandactualapplicationvalueofsystem.Basedonrelatedparametersofreactivecompensationcapacityandharmoniccontentinspecificproject,throughanalysisoftheproblemsofpoordynamicperformanceandnarrowapplicabilityofstaticfilterintheoriginalscheme,thispaperproposesanewHRTAP

7、Ffiltertoreplacetheoriginalscheme,inthiswaytoachievebothgreatdynamicandstaticperformance.Firstofall,buildthemaincircuitstructureofHRTAPF,analyzethecircuitcharacteristics,andobtainequivalentcircuitandmathematicalmodel;secondly,designandanalyzetheparametersofvariouscomponentsinHR

8、TAPF;then,basedonthetwocriticalpointsofharmonicdetecti