小型船舶電力推進系統(tǒng)的有源濾波裝置研發(fā).pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展以及大功率交流電機的變頻調(diào)速技術(shù)的不斷成熟，船舶電力推進系統(tǒng)迎來了一個蓬勃發(fā)展的時期。然而，電力電子技術(shù)在船舶上的大量應(yīng)用也帶來了船舶電網(wǎng)的諧波問題，而且越來越突出和嚴重，國內(nèi)外都發(fā)生過因諧波而引發(fā)的重大船舶事故。特別是針對小型電力推進船舶，由于電網(wǎng)容量小，變頻驅(qū)動功率相對較大，產(chǎn)生的諧波引起電網(wǎng)電壓及電流波形的較大畸變，嚴重惡化船舶電網(wǎng)的電能質(zhì)量，對電網(wǎng)的容量選擇與安全造成很大的影響。所以對小型船舶電力推進系

2、統(tǒng)的諧波抑制研究就成了一個很有意義的研究課題。
　　有源濾波具有高可控性和快速響應(yīng)性，能夠做到適時補償，且不增加電網(wǎng)的電容元件，具有比無源濾波器更好的濾波效果和無可比擬的優(yōu)越性。有源濾波器(APF，Active Power Filter)作為抑制諧波、改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的一項關(guān)鍵技術(shù)，并可以顯著提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，被公認為是解決電力系統(tǒng)諧波問題的最有效手段之一。隨著半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展，器件性能價格比的不斷提高，以及數(shù)字信號處理技術(shù)的不

3、斷進步，近年來有源濾波在國內(nèi)陸上大電網(wǎng)不同電力系統(tǒng)中得到越來越多地的應(yīng)用，但由于船舶電力系統(tǒng)具有強耦合、小電網(wǎng)、大負載等特點，船舶電網(wǎng)電壓和頻率參數(shù)波動頻繁，如果直接采用陸上大電網(wǎng)頻率不變的有源濾波技術(shù)來解決船舶電網(wǎng)的諧波問題，效果往往不佳并可能導(dǎo)致全船失電事故，適用于電力推進船舶小電網(wǎng)的有源濾波技術(shù)相關(guān)理論及控制方法的研究至今還未取得突破性成果。
　　因此，本文借鑒陸上有源濾波基本思想，以小型船舶電力推進系統(tǒng)為研究對象，研究有源

4、濾波控制策略以及參數(shù)優(yōu)化方法，探討簡單有效補償方法，解決船舶電力系統(tǒng)的諧波干擾問題，實現(xiàn)船舶電力推進系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，滿足船舶清潔的電網(wǎng)電能質(zhì)量的要求。具體安排如下：
　　首先，介紹了諧波和船舶電力推進系統(tǒng)的概念，論述了諧波對船舶電網(wǎng)的影響以及原因，闡述了國內(nèi)外對船舶電網(wǎng)諧波抑制的研究現(xiàn)狀，最后說明了本論文的主要工作內(nèi)容。
　　其次，主要對有源電力濾波器的工作原理以及拓撲結(jié)構(gòu)進行了具體的介紹，并且對此裝置的參數(shù)進行了詳細的計算