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串联混合有源滤波器及其控制技术研究

王德福  
【摘要】: 混合型有源电力滤波器是当前有源滤波器研究领域的一个重要方向。本文对一种基于LC串联谐振的串联混合有源电力滤波器,进行了分析和研究。 本文论述了电能质量的重要性,介绍了谐波的危害性,传统的谐波抑制方法存在的问题及有源滤波器抑制谐波的优点。在总结国内外综合治理谐波的研究现状及技术进展的基础上,提出本文的研究目标。本文首先对一种新型的串联混合型有源电力滤波器的工作原理及其滤波特性做了详细的研究,仿真结果表明:新型串联混合有源电力滤波器的滤波特性相比传统有源电力滤波器的滤波特性有明显的改善。 稳定是系统能够正常运行的首要条件。本文从谐波治理效果出发,利用稳定性分析中的劳斯判据,重点分析了电网电感参数、系统延时和无源滤波器参数对系统稳定性的影响。分析结果表明:电网电感参数值越大,或系统延时越小,则有源电力滤波器放大倍数K的取值越大,导致系统的谐波治理效果越好;无源滤波器参数对系统稳定性影响较小。为提高系统稳定性,在电路主回路中引入了串联超前校正环节(PD控制器),该校正环节可使系统的相位裕度增大,稳定性提高,谐波补偿性能也得到改善。 滤波器直流侧电压的波动,影响滤波器的滤波性能,因此本文介绍了模糊控制理论,并将该理论应用到直流侧电压控制中。将传统PI控制器和本文的模糊控制器相结合,很好的解决了直流侧电压控制的静态和动态性能。借助Matlab软件,对直流侧电压控制效果进行了仿真分析,仿真结果验证了本文所提出的模糊—PI复合控制的有效性。


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