容錯型三相四開關(guān)有源電力濾波器控制研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)和生活中電力電子設(shè)備的應(yīng)用日益增多，隨之產(chǎn)生的電能質(zhì)量問題得到了廣泛的關(guān)注。其中諧波污染對電網(wǎng)的電能質(zhì)量與用電設(shè)備的正常運行都有很大的影響，危害嚴重。APF(Active power filter)作為電網(wǎng)諧波主動治理的重要措施，近年來得到了廣泛的研究，并已大量投入使用。逆變器作為APF的關(guān)鍵部分，逆變器的可靠運行必須得到保證。逆變器中的功率開關(guān)器件始終處于高頻運行狀態(tài)，容易發(fā)生故障，是逆變器電路中的薄弱

2、環(huán)節(jié)。因此，研究APF中逆變器的故障診斷技術(shù)及容錯控制策略為提高APF運行的可靠性和安全性具有重要意義。
　　目前采用的APF容錯方法，大多是使用逆器多度冗余方法，在故障后將冗余逆變器投切到系統(tǒng)中繼續(xù)使用。該方法設(shè)備體積大，且成本較高。本文在分析三相六開關(guān)并聯(lián)型APF的基本原理的基礎(chǔ)上，引出了基于開關(guān)冗余的容錯型三相四開關(guān)拓撲，該容錯拓撲無需配備多余器件，因此設(shè)備體積小，成本低，適用范圍較廣。本文研究和分析了三相四開關(guān)容錯拓撲轉(zhuǎn)換

3、過程;對三相四開關(guān)APF進行了數(shù)學(xué)模型的建立，并對三相四開關(guān)APF數(shù)學(xué)模型進行了坐標轉(zhuǎn)換，將其從abc靜止坐標系轉(zhuǎn)換到了dq坐標系，得到了三相四開關(guān)APF dq坐標系下的數(shù)學(xué)模型，為三相四開關(guān)APF控制策略的研究打下了理論基礎(chǔ)。
　　快速而準確的故障診斷是APF實現(xiàn)容錯運行的基本前提。電壓信號作為故障信號具有不受系統(tǒng)和負載影響的優(yōu)點，可靠性較。本文在對不同情況下APF單相橋臂故障進行電壓分析的基礎(chǔ)上，采用了一種基于下管電壓檢測的故

4、障診斷方法;分析了由開關(guān)延時造成的誤診斷原理，提出了一種誤診斷消除辦法，并利用Matlab-Simulink搭建了仿真平臺，驗證了APF單相故障診斷方法的可行性。
　　分析并對比了三相四開關(guān)APF直接電流控制策略和諧波電流控制策略，采用了一種在dq坐標系下的直接電流控制方法;在直流母線電壓控制方面，分析并設(shè)計了模糊PI調(diào)節(jié)器;對于直流母線電容電壓偏差問題，采用了一種前饋補償辦法對其進行補償，并對其進行了仿真驗證，仿真驗證了該控制方