有源電力濾波器諧波檢測與控制算法研究.pdf

1、隨著電力電子設(shè)備的推廣應(yīng)用，非線性負(fù)荷的迅速增加，電力系統(tǒng)諧波污染問題日趨嚴(yán)重，并因此受到人們普遍的關(guān)注和重視。有源電力濾波技術(shù)作為治理諧波最有效的手段，成為研究與開發(fā)的熱點。
　　本文以有源電力濾波器(APF)為研究對象，對有源電力濾波器的諧波電流檢測及補償電流控制技術(shù)進行研究，論文的主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1.分析了幾種常用的諧波檢測方法和補償電流控制方法，闡述了各種方法的原理和優(yōu)缺點，為論文后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ)。<

2、br>　　2.針對工程實踐中常用的基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的諧波檢測方法（dq法）和基于離散傅里葉變換的諧波檢測方法，分析了它們的諧波檢測原理，在Matlab-Simulink中搭建了仿真模型，進行了諧波檢測效果的仿真。結(jié)果表明，基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的諧波檢測方法作為諧波全補的方式，對于特定次諧波的補償效果不是太好;基于離散傅里葉變換的諧波檢測方法可以在較大范圍內(nèi)較為精確地提取任意次數(shù)諧波，但全諧波檢測的精度取決于各次諧波的檢測精度和諧波檢測范

3、圍，在全諧波檢測時不如基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的諧波檢測方法有效;此外，傅里葉變換本身是針對無限長度信號進行處理，離散狀態(tài)下通常按周期進行處理，當(dāng)諧波源呈現(xiàn)出非周期特性時，傅里葉變換的一維特性將導(dǎo)致諧波檢測不準(zhǔn)確。
　　3.基于小波變換理論，對小波變換在諧波檢測中的應(yīng)用原理進行了分析，針對小波變換在諧波檢測中的難題——頻率混疊開展研究，分析了頻率混疊現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，在此基礎(chǔ)上提出了一種避免頻率混疊的新方法:改進的小波包多孔分解算法。這種

4、方法的核心是構(gòu)造一組小波濾波器，通過對濾波器類型、濾波器參數(shù)等的計算分析，設(shè)計得到一個用來測量基波幅值的新型濾波器。此濾波器的頻率選擇性好，幅頻特性可以準(zhǔn)確量化，還可以進行預(yù)修正，測量基波幅值的準(zhǔn)確度很高。仿真結(jié)果表明，基于多孔小波包分解算法檢測的諧波信號，重構(gòu)后比離散傅里葉變換的更平滑，更接近原始信號，說明該算法有更好的全諧波檢測效果。
　　4.研究并提出的一種新型的矢量電流跟蹤策略，該策略克服了傳統(tǒng)電流跟蹤方法跟蹤速率慢、跟蹤

5、精度不理想以及開關(guān)頻率不固定等問題，在三橋臂APF電壓和電流分區(qū)圖以及判定規(guī)則基礎(chǔ)上，將矢量電流跟蹤與三維空間矢量相結(jié)合，并根據(jù)其特殊性做出修正，從而使此方法不僅可以用于三相三線制，還可以使用在三相四線制電網(wǎng)系統(tǒng)中。通過計算和仿真驗證了該方法在三相三線制和三相四線制控制系統(tǒng)中的有效性和正確性。
　　5.在基于DSP與FPGA的兩電平三相三線制和三相四線制有源電力濾波器實驗樣機上，進行了本文研究的有源電力濾波器的諧波檢測算法及控制算