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《中南大学》 2004年
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大功率电网谐波有源治理的控制策略和工程应用研究

付青  
【摘要】:本课题以某变电站的谐波检测、治理以及无功功率补偿为研究对象,系统的研究大容量并联混合型有源电力滤波器的谐波检测方法、工作特性、最优控制策略以及工程应用技术。 首先,本文在传统的i_p-i_q检测各次谐波和无功电流的基础上提出了一种改进的i_p-i_q谐波和无功电流检测新方法,省去了传统i_p-i_q法中的坐标变换,降低了计算量,并且能直接应用于单相系统、三相三线制或者是三相四线制系统。在基于瞬时无功功率理论的谐波和基波无功检测方法中,低通滤波器的设计起到关键的作用。在数字低通滤波器的设计中,本文提出了参考数字低通滤波器输出信号中的纹波以及瞬时振荡的思想,首次分析了基波电流往往远大于各次谐波电流、基波突变以及各次谐波突变等各种电网特定情况对检测结果和低通滤波器输出波形的影响,指出了仅仅采用传统的ButterWorth低通滤波器难以同时满足检测精度和动态响应速度之间的矛盾,在此基础上提出了一种综合采用Buttworth低通滤波器和均值滤波器的低通滤波器设计新方法,采用这种低通滤波器既大大降低了检测误差,又有效抑制了由于基波电流变动引起的谐波电流检测结果产生的波动,使得瞬时谐波和无功电流检测既具有较好的检测精度,又具有令人满意的动态响应性能。 在混合电力滤波器的工作特性方面,本文创新性地将混合有源电力滤波器基本控制策略中的比例系数扩展为两维向量的形式,提出了一种新的混合有源电力滤波器工作特性评价方案,在这种评价方案中综合考虑了多个电网参数波动的影响,同时参考了混合有源电力滤波器的工作点变化趋势,并找出了在各种基本控制策略下电网参数波动对混合有源电力滤波器工作特性的影响规律。主要考虑的影响混合有源电力滤波器性能的因素包括:负载谐波电流波动的影响、电源谐波电压波动的影响、电网电抗波动的影响以及电网频率波动的影响,通过分析后发现对各种影响因素对工作性能的影响,混合有源电力滤波器在采用不同的控制策略时具有不同的抑制能力。 然后,本文提出了一种基于模糊专家控制的多控制律决策的方法来选择最优控制策略,它根据电网参数的变化情况,自动识别电网的主要参数,并选择最为合适的基本控制策略或者它们之间的组合方
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