有源电力滤波器设计及其多机并联策略研究

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1、Ｉ瞬ｉ巧ｔ巧）ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ．－＇，占＇：’．、．Ｖ：’耐乐．＇论文题目有源电力滤波器设计及其多机并联策略妍究专业学位类别工程硕±学号２０１２２２０７０３４５作者姓名代弘伟＿指导教师周雪副教授＿＿独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所

2、知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名三０片１：似峨日期：年夕月可日论支使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等

3、复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：／巧哗导师签名：蒂［日期／；＞年对！了日分类号密级注1UDC学位论文有源电力滤波器设计及其多机并联策略研究（题名和副题名）代弘伟（作者姓名）指导教师周雪副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称控制工程提交论文日期2015.05.19论文答辩日期2015.5.22学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月28日答辩委员会主席邹见效评阅人邹见效张瑜平注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。STUDYONTHEDES

4、IGNANDPARALLELSTRATEGYOFACTIVEPOWERFILTERAThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:HongweiDaiAdvisor:AssociateProfessorZhouXueSchool:SchoolofAutomationEngineering-3-摘要摘要随着我国工业化的高速发展，越来越多的非线性负载应用到电网中，其产生的大量无功和谐波电流对电网造成了严重污染。有源电力

5、滤波器(APF)作为一种有效抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，受到越来越多的关注。针对单台有源电力滤波器补偿率高，但是容量较小的缺点，目前的研究趋势是将多台小容量APF并联，增大整个系统的补偿容量。然而传统的有源电力滤波器并联系统控制策略并未对并联系统的功率损耗和使用寿命做优化，在谐波电流较小的工况下，会造成并联系统中的多台APF长期运行在空载或轻载状态下，造成大量不必要的功率损耗和使用寿命损耗。因此，研究一种有效的APF多机并联策略，在兼顾使用寿命的同时使整个系统损耗的功率最小，是个非常有意义的方向。本文在研究单台有源电力滤波器的基础上，提出一种APF多机并联

6、策略，解决了APF多机并联系统中不必要的功率损耗和使用寿命损耗问题。首先，阐述了有源电力滤波器基本工作原理和控制系统，详细介绍了三电平I型APF的主要硬件设计方案和软件结构设计方案，设计并研制了容量为100A的三电平有源电力滤波器样机。其次对目前常见的APF并联方案进行了比较，分析不同方案的优缺点，在传统的并联运行方案上提出了一种新型的APF并联方案，该方案在保证补偿性能的前提下，能通过优化使整个并联系统功率损耗最少并且每台APF运行时间相同。本文对该并联系统在MATLAB环境下建模，对并联系统在负载突变和热拔插状态下的动态响应速度和可靠性进行了仿真，实验结果证

7、明了该并联系统的可靠性。最后在实际测试单台APF功率损耗曲线的基础上，在MATLAB环境下利用YALMIP工具箱建立并联系统功率损耗与使用寿命仿真模型，以某炼钢厂电弧炉工作一天产生的谐波作为谐波源进行仿真，仿真结果表明在采用并联策略后能有效减少并联系统的功率损耗和运行时间，证明了并联策略的有效性。关键词：有源电力滤波器，多台APF并联运行策略，最小功率损耗；IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofChina'sindustrialization,nonlinearloadsarewidelyappliedtothepo

8、wergrid,whic