混合型有源电力滤波器重复性控制策略研究

【摘要】：随着各类非线性电力电子装置在工业及人民日常生活中的广泛应用,电力系统中的谐波污染问题日益严重,电能质量受到很大影响。无源电力滤波器(Passive Filter,PF)是目前应用较为广泛的抑制谐波的主要手段,但存在一些不可避免的缺点。有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)是一种补偿谐波电流和无功功率的现代电力电子设备,具有很好的动态补偿性能,跟无源滤波器相比有许多优点,但是也存在补偿容量小、价格成本高的缺点。本文从有源滤波器的基本原理出发,结合PF和APF的特性,提出了混合型有源电力滤波器(Hybrid Active Power Filter,HAPF),取两者之长,补两者之短,既减少了谐波补偿装置的前期投资,又提高了装置的性价比,达到实用化的目的。本文在分析传统并联混合型有源电力滤波器的基础上,尝试了一种串联谐振注入式HAPF的分析研究,并详细研究其建模、参数设计及系统控制等关键技术。通过该滤波器的无源部分承担主要的谐波补偿工作,有源部分仅滤除剩余的电网的高次谐波以改善系统的滤波性能,HAPF有效地减小了系统容量和APF的耐压等级。在谐波分析的基础上,本文重点研究了基于内模原理的重复控制理论,并提出了将PI控制嵌入重复控制器内,组成复合型控制方法应用于HAPF的电流跟踪控制电路,使系统有效降低谐波畸变率。最后,在Matlab/Simulink环境下建立了有源电力滤波器系统模型,并对谐波检测及电流跟踪控制进行了仿真分析,仿真结果验证了本文所提复合型重复PI控制方法的优越性。
【关键词】：谐波抑制 无源滤波器 有源电力滤波器 重复控制 Matlab 仿真
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM761;TN713.8