基于APF的间谐波抑制技术研究

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZuoLuo
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随着中国经济的不断增长,再加上科技水平的日益提高,各式各样的电气设备以及变化性负荷在电网中的广泛应用,导致电网中产生了大量的谐波以及频率分散的间谐波。间谐波:其频率被定义为工频的非整数次倍。作为一种特殊的谐波,间谐波不仅会引起系统电压的波动与闪变,严重危及人的身体健康,甚至会导致测量仪器仪表装置无法正常工作以及继电保护装置的误动作,给国家带来巨大的经济损失。因此,深入透彻的了解间谐波产生的机理,并研究出有效的滤波装置,是当今需要解决的问题。有源电力滤波器(APF)作为一种可以实时跟踪并补偿幅值或者频率都变化的谐波、间谐波的滤波装置。它有效的克服了无源滤波器含有的弊端,因此受到了广泛的重视。本文以并联型的有源电力滤波器作为研究对象,主要研究如何提高其电流的检测性能以及电流的跟踪性能。针对传统的低通滤波器(LPF)在电流检测中收敛速度与稳态精度相互矛盾的问题,本文采用变步长的最小均方(LMS)自适应算法,并将其应用在LPF中。该算法用双曲正弦函数关系式将误差信号与步长因子联系起来,随着误差信号的变化,步长因子也能够自动地调节大小。当步长因子足够大时,能够保证LPF有着优良的收敛速度,而当步长因子较小时,可以保证LPF拥有较高的稳态精度。为了提高补偿电流的跟踪性能,本文采用基于电压空间矢量的双滞环电流控制方法。该方法输入到滞环比较器中的电流不是传统的三相误差电流,而是经过abc-aβ变换后的误差电流矢量,再根据已经制定好的判据表输出对应的状态值。至于最佳输出电压的选择,则需要参考滞环比较器输出的状态值以及参考电压矢量的空间分布情况这两个因素,从而达到将误差电流的范围很好的控制在滞环宽度以内的目的。对于电压之间的相间影响,采用电压空间矢量法可有效的消除,实现过程简单,不需要太复杂的变换,既拥有良好的电流响应速度,又可以让电流误差得到有效的限制。最后,本文以常见的间谐波源-变频器作为研究对象,在matlab/simulink上搭建仿真模型。通过分析变频器产生间谐波的机理,再合理的设计有源电力滤波器装置并将其安装到变频器的直流侧,从而滤除间谐波。最终仿真结果验证了滤波装置的有效性。
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