有源電力濾波器的電流預(yù)測控制研究.pdf

1、目前,隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及用電設(shè)備對電能質(zhì)量要求的提高,諧波抑制及無功補償問題逐漸得到人們的重視。由于可以對諧波和無功進行動態(tài)補償,有源電力濾波器具有其他無源濾波裝置不可比擬的優(yōu)勢。本文對各有源電力濾波器的拓撲結(jié)構(gòu)進行比較,最后選擇三相三線制并聯(lián)型有源電力濾波器為研究對象并提出一種有源濾波器的設(shè)計方案。
　　 本文首先簡述了諧波的來源及危害,分析了目前有源電力濾波器的研究現(xiàn)狀。通過有源電力濾波器的拓撲結(jié)構(gòu)給出其數(shù)學(xué)模型

2、。并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分為諧波檢測、電流控制以及直流側(cè)電壓控制三個環(huán)節(jié)。
　　 瞬時無功功率理論是諧波檢測中使用最為廣泛的方法,本文詳細推導(dǎo)了基于瞬時無功功率理論的p—q法和ip-iq法。計算表明,ip-iq法在電網(wǎng)畸變情況下同樣能夠準確地檢測出諧波,并且該檢測算法能直接應(yīng)用到不對稱三相四線制系統(tǒng)中,不會產(chǎn)生零序泄露誤差。
　　 諧波檢測環(huán)節(jié)中針對二階Butterworth低通濾波器的不足之處進行了改進,選擇

3、由Butterworth低通濾波器與平均值電流濾波器相串聯(lián)的形式。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計的低通濾波器效果優(yōu)于單獨使用的Butterworth低通濾波器。
　　 針對諧波電流具有時變和變化率高的特點,文中對電流預(yù)測控制進行了研究。從電流預(yù)測控制的三個基本特征出發(fā),對其進行了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的搭建和數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),包括對給定輸入的平滑性設(shè)計、預(yù)測模型對下一時刻預(yù)測輸出的計算、反饋校正環(huán)節(jié)的引入以及對系統(tǒng)性能指標的構(gòu)建,通過計算得出其控制器傳遞

4、函數(shù)。最后,分析了電流預(yù)測控制參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性及動態(tài)響應(yīng)性能的影響。
　　 待各環(huán)節(jié)設(shè)計完畢后,在MATLAB／Simulink下搭建了有源電力濾波器系統(tǒng)的仿真模型。仿真結(jié)果表明,電流預(yù)測控制具有良好的跟蹤精度及動態(tài)響應(yīng)性能。相比電流滯環(huán)控制,二者具有同樣的動態(tài)響應(yīng)性能,但在控制精度和控制系統(tǒng)的魯棒性方面電流預(yù)測控制效果明顯優(yōu)于電流滯環(huán)控制。
　　 最后,本文給出了基于TMS320F2812 DSP的有源電力濾波器軟件設(shè)