单相并联型有源电力滤波器的研究(附件)【字数:12155】

Research of Single Phase Active Power Filter摘 要Research of Single Phase Active Power Filter摘 要随着科技和社会的不断发展进步,谐波问题越来越受到人们的关注,人们在对用电的质量和能效上有了更加高的要求。有源电力滤波器(APF)是解决谐波问题的电力电子器件,在提高电能质量方面扮演着极为重要的角色,其中并联型有源电力滤波器占据了主导地位。相对于三相有源电力滤波器,国内外对于单相有源电力滤波器的关注较少。然而,单相有源电力滤波器在实际使用中,有着很大价值,因此对单相有源电力滤波器投入更多的研究就显得尤为重要。本文对并联型有源电力滤波器的各个方面作了详细研究,主要是在谐波检测上做了详细探讨,而对谐波的控制仅作了简要的分析与讨论。文中,首先介绍了谐波的产生、危害和研究意义,国内外所规定的谐波标准和主流的谐波抑制措施。接着,介绍了目前比较重要的并联型有源电力滤波器的结构,并在给出原理图的基础上,对工作原理进行了简要分析。然后,对几种检测谐波的方法进行了介绍,并且重点分析了瞬时无功功率理论,验证了该理论在单相并联型有源电力滤波器上的正确性。之后,对该方法进行了一定程度的改进并加以验证。接下来,对谐波控制方法做了简要介绍。最后,利用Matlab仿真模块进行了建模,对有源电力滤波器的谐波检测方法做了验证,并进行了分析。仿真结果表明,本文设计的单相并联型有源电力滤波器在检测谐波方面达到了设定的目标。关键词单相并联有源电力滤波器;瞬时无功功率理论;谐波检测
目 录
第一章 绪论 2
1.1 研究的目的和意义 2
1.2 谐波 2
1.2.1 谐波的产生及其危害 2
1.2.2 谐波的标准 2
1.2.3 谐波的抑制措施 2
1.3 有源电力滤波器的起源、发展和现状 2
1.4 本课题的主要研究内容 2
第二章 有源电力滤波器的基本原理及其应用 2
2.1 有源电力滤波器的基本原理 2
2.2 有源电力滤波器的应用 2
2.2.1 单独使用的并联型有源电力滤波器 2
2.2.2 与无源LC滤波器混合 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });

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使用的并联型有源电力滤波器 2
2.2.3 注入电路方式的并联型有源电力滤波器 2
2.3 本章总结 2
第三章 有源电力滤波器谐波电流检测方法 2
3.1 常用的谐波检测方法 2
3.1.1 基于频域分析的FFT检测方法 2
3.1.2 模拟带通(或带阻)滤波器检测方法 2
3.1.3 基于小波分析的检测法 2
3.1.4 基于神经网络的检测法 2
3.1.5 基于瞬时无功功率的检测法 2
3.2 瞬时无功功率理论 2
3.3 单相电路谐波和无功电流检测 2
3.3.1 单相电路电流的分解 2
3.3.2 单相电路谐波和无功电流检测方法分析 2
3.3.3 单相电路谐波和无功电流检测方法分析的改进 2
3.4 本章总结 2
第四章 有源电力滤波器谐波电流控制方法 2
4.1 电流跟踪控制法 2
4.1.1 滞环比较法 2
4.1.2 周期采样控制法 2
4.1.3 三角波比较法 2
4.2 电压跟踪控制法 2
4.2.1 单相空间矢量电压控制法 2
4.2.2 单相空间矢量电压控制方法的理论验证 2
4.3 本章总结 2
第五章 单相有源电力滤波器谐波检测的参数设计和仿真 2
5.1 仿真模型与参数设置 2
5.1.1 有源电力滤波器的参数设计和模型 2
5.1.2 指令电流运算电路的参数设计和模型 2
5.1.3 电流跟踪控制电路的参数设计和模型 2
5.2 仿真结果分析 2
5.3 本章总结 2
结论 2
致谢 2
参考文献 2
绪论
研究的目的和意义
时下,社会和工业都在不断发展着,人们也越来越重视谐波问题,尤其在电力网络中,该问题尤为突出。因此,解决谐波带来的问题,具有非常重要的意义。有源电力滤波器出现后,谐波问题的解决有了重大进展。因为有源电力滤波器具有动态、实时和迅速等特点,备受重视,所以有很多关于谐波检测和补偿方法的研究。然而国内外对该装置的三相方面关注颇多,对单相并联型APF关注甚少,所以,我们需要多对这方面的内容进行探讨,补上之前的缺失。
谐波
1.2.1 谐波的产生及其危害
虽然正弦波是电力网络中的标准波形,但是实际情况并不是这样的,总会存在着各种失真,或者畸变这样的非理想的情况。但是电网中存在着各种大量电力电子设备及非线性的多种不可控制的负载,而线性器件占有的比重并不是很多,这就导致了在电力网络中流通的电压和电流不再是理想的状态,这样的相互影响,造成了谐波的出现。这种畸变的的电流将导致产生畸变的电压,从而继续影响电力系统的正常运行,电能质量也受到重大挑战。
随着电力电子技术的发展,尽管电力网络因此而受益,但因非线性装置带来的问题,也不可忽视。这些问题表现为:
(1)可能使设备过热,影响其利用率和效率,更会增添发电、输电、供电和用电设备的额外耗损[1]。
这主要表现在:①对变压器的影响;②对旋转电机的影响;③对电力电容器的影响;④对输电线路的影响。
(2)对通信系统的影响
在通信过程中,众多谐波信号里存在着一些较大幅值的信号,这些信号会和磁场发生作用,影响附近其他线路的正常运行,使通话模糊化。谐波还会产生电磁噪声,影响电网的运行。极端情况下,甚至会威胁到人员的安全,使一些贵重设备损坏。
(3)对用电设备的影响
轻则各种办公设备、家用电器等出现故障问题,比如画面亮度出现波动、图形畸变、元器件过热、工作时出现错误。重则大型电力电子设备出现严重故障,降低电能质量,甚至危害工作人员的人生安全,造成重大损失。
(4)对继电保护和自动装置的影响
在电力系统中,这些保护装置,由于其灵敏度高、整定值小,因此谐波对这些装置的影响尤为明显,严重影响了它们的正常使用。
(5)对测量和计量仪器的影响
这些装置都是以我国电力网络的标准频率制作的 ,在供电运行的过程中,如果流通着的电压或电流信号里含有谐波分量时,这些仪器的正常工作将会受到严重影响。比如使用者所被要求安装的电表,会产生少缴费或者多缴费的情况。
1.2.2 谐波的标准
为了更好的抑制电力网络中的谐波,国外颁布了一些较为重要并对世界其他各国有深远影响的文件,这些文件描述了在谐波问题中应当执行的标准,如下:
(1)IEC谐波电压标准IEC 6100022、IEC 6100024和IEC 6100036

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