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并联有源电力滤波器的变结构控制

作　者: 王崇
导　师: 王奔
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力系统自动化
关键词: 有源电力滤波器谐波与无功电流检测补偿电流控制预测滑模变结构控制仿真
分类号: TN713.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 288次
引　用: 5次
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内容摘要

随着工业的发展，特别是电力电子装置的广泛应用，电力系统中的非线性负荷大量增加，电网污染越来越严重，电能质量严重下降。治理电网谐波污染的一个有效手段是，利用有源电力滤波器进行电力系统谐波抑制和无功补偿。与传统的无源LC滤波器相比较，具有响应快、补偿效果好和能够实现动态补偿的优点，因此成为人们研究的热点。本文主要研究并联有源电力滤波器的直流侧电压对系统性能的影响，并设计了直流侧电压滑模变结构控制器。首先，介绍了有源电力滤波器的基本原理、分类、结构，其中着重分析了并联型有源电力滤波器的结构和原理。其次，从有源电力滤波器的检测方法开始，分别介绍了基于瞬时无功功率理论的p-q法、i_p-i_q法、d-q检测法；周期采样、三角波载波、滞环比较电流控制方法，并进行详细分析和讨论；重点讨论了直流侧与交流侧的能量交换、直流侧电压对交流侧补偿性能的影响以及直流侧电容电压传统控制方式的优缺点，并提出了一种鲁棒性强的滑模变结构控制方法。然后，介绍变结构控制系统的基本概念、基本定义、基本原理和基本性质并对连续系统变结构控制器的设计过程与方法进行较为详细的讨论，并较深入的探讨了“抖动问题”产生的原因，减弱或消除的方法。最后，总体规划了电力有源滤波器的控制策略，即采用直接电流控制技术和直流侧电压滑模控制技术；重点做了直流侧电压滑模控制器，准滑模控制器的设计。并对滑模变结构控制和准滑模变结构控制器在有源电力滤波器直流侧电压控制中进行仿真验证，验证结果表明了变结构控制有更好的补偿效果，直流电容电压更稳定。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-14
  1.1 谐波问题及现状  8-10
    1.1.1 谐波的基本概念  8-9
    1.1.2 谐波分析  9
    1.1.3 谐波的危害  9-10
  1.2 谐波抑制  10-13
    1.2.1 从谐波源入手  10-11
    1.2.2 滤波装置  11-12
    1.2.3 有源电力滤波器的发展和现状  12-13
  1.3 论文的主要工作  13-14
第二章有源电力滤波器的结构及原理  14-22
  2.1 有源电力滤波器的基本原理  14-15
  2.2 有源电力滤波器的分类  15-20
    2.2.1 并联型有源电力滤波器  16-19
    2.2.2 串联型有源电力滤波器  19-20
  2.3 有源电力滤波器的结构  20-22
    2.3.1 指令电流运算电路  20-21
    2.3.2 补偿电流发生电路  21-22
第三章有源电力滤波器检测方法及电流控制  22-37
  3.1 基于FFT的数字分析法  22-23
  3.2 瞬时无功功率理论及其应用  23-31
    3.2.1 三相电路瞬时无功功率理论  23-26
    3.2.2 p-q检测法  26-28
    3.2.3 i_p-i-q检测法  28-30
    3.2.4 d-q检测法  30-31
  3.3 并联有源电力滤波器的电流控制  31-34
    3.3.1 周期采样控制  31-32
    3.3.2 三角波载波控制  32
    3.3.3 滞环比较控制法  32-34
  3.4 主电路直流侧电容电压的控制  34-37
    3.4.1 直流侧和交流侧能量的交换  34-35
    3.4.2 直流侧电容电压的控制方法  35-37
第四章变结构控制理论  37-51
  4.1 引言  37-38
  4.2 变结构控制原理  38-46
    4.2.1 用全部状态坐标构成控制的情况  39-40
    4.2.2 用部分状态坐标构成控制的情况  40-42
    4.2.3 等效控制  42-46
  4.3 抖动问题  46-51
    4.3.1 造成抖动因素的分析  46-47
    4.3.2 消弱抖动的方法  47-51
第五章 APF直流侧电压的滑模变结构控制器设计  51-64
  5.1 APF系统的控制策略  51-52
  5.2 滑模变结构控制器设计  52-54
  5.3 具有边界层的准滑模变结构控制器设计  54-57
  5.4 仿真分析  57-64
    5.4.1 仿真模型  57-58
    5.4.2 APF模块  58-59
    5.4.3 电流模块  59
    5.4.4 滑模变结构控制  59-61
    5.4.5 准滑模变结构控制  61-64
结论  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-72
发表论文  72

并联有源电力滤波器的变结构控制

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