電力諧波有源補償新方法的研究.pdf

1、輸變電安全是關(guān)系我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵，也是國家“十一五”規(guī)劃及中長期科技發(fā)展規(guī)劃的重要研究領(lǐng)域。電力諧波污染對電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)運行造成巨大威脅，是影響輸變電安全的重要因素之一，所以電力諧波抑制的研究已成為世界各國的研究重點。本論文針對電力諧波的抑制提出了雙頻變換器理論及三相直流側(cè)有源電力濾波技術(shù)，并進(jìn)行了深入研究。研究內(nèi)容主要包括：雙頻變換器系列的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略及其在電力諧波治理等領(lǐng)域中的應(yīng)用；用于諧波治理的三相整流

2、橋直流側(cè)有源電力濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法，以及在電力諧波治理中采用的單周控制方法。 論文首先針對變換器的容量和性能之間的矛盾，從變換器理論的角度，提出了基本雙頻DC-DC變換器系列拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由高頻單元和低頻單元組合運行，兩單元功能相對分離。其中，低頻單元主要處理功率；高頻單元提高變換器性能，僅處理很小部分的功率，可以在現(xiàn)有功率器件水平下同時提高變換器的容量和性能。 隨后，論文采用變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)推演的方法，對基本雙頻

3、DC-DC變換器進(jìn)行了拓展，將能量單向流動的雙頻DC-DC變換器推廣到能量可以雙向流動的單相橋式、三相橋式結(jié)構(gòu)的雙頻AC-DC、DC-AC變換器，形成了較完整的雙頻變換器系列拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為雙頻變換器在大功率場合的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 在提出雙頻變換器的基礎(chǔ)上，論文主要對雙頻變換器在有源電力濾波器(APF)、功率因數(shù)校正器(PFC)等領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。理論和仿真、實驗研究結(jié)果表明：雙頻APF、PFC中的高頻單元僅處理很小部分的

4、功率，與工作在高頻狀態(tài)下的單頻APF、PFC相比，效率大大提高，而它們的諧波補償效果相當(dāng)，可以在現(xiàn)有功率器件水平下提高功率等級、增大容量。同時，論文對雙頻變換器的建模和參數(shù)設(shè)計等方面也進(jìn)行了研究，為雙頻變換器的實際應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。論文還對雙頻變換器在逆變器、開關(guān)功率放大器等中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。 針對大量使用的三相不可控整流橋，論文提出了三相直流側(cè)有源電力濾波的新概念，研究出了三相并聯(lián)型直流側(cè)有源電力濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其相關(guān)控制策

5、略。研究表明：針對同樣的整流橋負(fù)載，與傳統(tǒng)的三相交流側(cè)有源電力濾波器相比，三相直流側(cè)APF具有更小的補償容量、開關(guān)應(yīng)力，以及更好的補償效果。為了更進(jìn)一步減少有源開關(guān)數(shù)量，論文還提出了諧波注入式結(jié)構(gòu)的三相直流側(cè)并聯(lián)型有源電力濾波器。 最后，論文對在電力諧波治理中采用的單周控制方法所存在的一些問題進(jìn)行了研究。論文分析了單周控制三相PFC中積分時間常數(shù)的影響，從理論上對積分時間常數(shù)的取值進(jìn)行了確定；并分析了單周控制三相PFC中存在的相