【正文】 3tb,表示具有兩階隱式龍格庫(kù)塔法；仿真類型設(shè)置為discrete離散型,樣本時(shí)間是5*s。 測(cè)量模塊 該系統(tǒng)中的所有的電壓/電流測(cè)量工作均選用仿真環(huán)境中的Voltage Measurement、Current Measurement模塊。 綜上所述,通過以上設(shè)置可以為本文的三相三線制并聯(lián)型APF系統(tǒng)建立如圖41所示的系統(tǒng)仿真模型:圖41系統(tǒng)仿真模型 有源電力濾波器仿真模型設(shè)計(jì) 諧波源建模非線性負(fù)載是電網(wǎng)中的主要諧波源，直流側(cè)帶阻容負(fù)載的三相不控整流橋是理想的電流型諧波源。文中即采用這種電路作為諧波源，如圖42所示。圖42 阻容負(fù)載三相不控整流橋模型 并聯(lián)型有源電力濾波器建模并聯(lián)型有源電力濾波器主要包括：主電路環(huán)節(jié)、諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)、補(bǔ)償電流跟蹤控制環(huán)節(jié)以及直流側(cè)電壓控制環(huán)節(jié)等，如圖41。其中主電路，如第二章所述，采用電壓型PWM變流器構(gòu)成主電路，如圖43所示。諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)如圖44所示。圖43有源電力濾波器主電路模型 主電路如圖43使用的是Matlab中的Universal Bridge模塊，選用的是IGBT/Diodes作為開關(guān)，3個(gè)橋臂。其中直流側(cè)給恒定電壓800V，直流側(cè)電容值：4900μF。圖44諧波檢測(cè)環(huán)節(jié) ，iq兩相原理圖如圖45。其中通過abctodq0換所得公式已給出，不難由計(jì)算可得。與王兆安老師書上的諧波檢測(cè)中的環(huán)節(jié)C32C所得結(jié)果本質(zhì)上一樣，僅是系數(shù)上差別。故在此直接使用該模塊，而沒有再乘法器搭建。 圖45 abctodq0變換的原理圖 將變換后所得的ip，iq通過低通濾波器可得到ip，iq直流分量。 再將得到的直流分量進(jìn)行如下圖47的abctodq0反變換即可得到電流的基波分量。圖47 abctodq0反變換原理圖 再如圖44將線路電流和基波電流相減即可得到諧波分量的指令值。再將指令值給到如圖48的跟蹤和驅(qū)動(dòng)電路，通過將給定和補(bǔ)償?shù)钠罱?jīng)過PI后，與三角波比較再通過非門即可得到相應(yīng)的PWM波。 圖48 跟蹤和驅(qū)動(dòng)電路 在圖48中，將給定和補(bǔ)償?shù)钠罱?jīng)過PI調(diào)節(jié)以改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，具體參數(shù)設(shè)置如下: 為使得雙極性調(diào)制得到良好的波形特在比較前，將經(jīng)過PI控制器的量引入限幅，確保調(diào)制波的幅值變換在載波的范圍內(nèi)，其中PI調(diào)節(jié)中的比例調(diào)節(jié)也是因此而定的。限幅參數(shù)設(shè)置如下： 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析本節(jié)對(duì)三相并聯(lián)型有源電力濾波器進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。仿真參數(shù)按照前面章節(jié)的敘述，設(shè)定如下：電源相電壓峰值：Usmax=311V；電源電壓頻率：f=50Hz；負(fù)載電阻：10Ω； 負(fù)載電感：L=；電源及線路電感：Ls=2mH； 直流側(cè)電壓給定值：800V；直流側(cè)電容值：4900μF；為了更加清晰明了，以下討論我們僅以A相為例。未加入APF時(shí)，電源電流波形如圖49（a）所示：圖49(a) 未加入APF時(shí)電源電流波形未加入APF時(shí)，電源電流頻譜分析圖如圖49（b）所示：圖49（b） 未加入APF式電源電流頻譜分析未加APF時(shí)，出現(xiàn)大量的五次和七次諧波。如圖49（b）所示。圖410負(fù)載電壓波形可見未加入APF時(shí)，電源電流電壓均存在較嚴(yán)重的畸變。檢測(cè)出的諧波電流如圖411所示：圖411 補(bǔ)償電流指令值ic*波形圖補(bǔ)償?shù)碾娏鞑ㄐ螆D如圖412所示：圖412 補(bǔ)償電流波形圖比較一下指令值和補(bǔ)償電流，看看補(bǔ)償效果如圖413所示：圖413 指令值與補(bǔ)償電流的比較圖加入APF后的電源電流波形和頻譜分析圖分別如下圖414所示： 圖 414（a)加入APF后電源電流波形圖414（b) 加入APF后得電源電流分析圖由圖414易知投入串聯(lián)型有源電力濾波器后，電源電流得到很大的改善。為了更加直觀的看到補(bǔ)償?shù)男Ч?，給出APF動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖如圖415：圖415 APF動(dòng)態(tài)補(bǔ)償圖 本章小結(jié)本章利用Matlab／Simulink完成了三相并聯(lián)型有源電力濾波器的系統(tǒng)建模與仿真，三角波PWM控制方法具有輸出電壓中所含諧波少，器件開關(guān)頻率固定的優(yōu)點(diǎn)。直流側(cè)電壓的控制具有很好的抗干擾性能，保證了并聯(lián)有源電力濾波器的正常運(yùn)行。可以肯定的是，三角波控制方法也具有硬件較為復(fù)雜，跟隨誤差大，放大器增益有限，電流響應(yīng)比瞬時(shí)值比較方式慢的缺點(diǎn)，這些都有待進(jìn)一步改進(jìn)。最后分析了加入并聯(lián)型有源電力濾波器前后，電源側(cè)電流與電路的相位差以及功率因數(shù)的差異。結(jié)果表明，并聯(lián)型有源電力濾波器不但能夠補(bǔ)償電源電流諧波，還能夠提高整個(gè)系統(tǒng)的功率因數(shù)。第五章 總結(jié)與展望 隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)電力電子產(chǎn)品的要求越來越高,為了建設(shè)一個(gè)“綠色電網(wǎng)”,諧波治理對(duì)改善電力系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性具有重要現(xiàn)實(shí)意義。目前,越來越多的研究機(jī)構(gòu)、專家學(xué)者、企事業(yè)單位投入到有源電力濾波器的學(xué)術(shù)研究與實(shí)際工程應(yīng)用中。本文就三相三線制并聯(lián)型APF為研究對(duì)象,就以下兒個(gè)方面展開研究: 針對(duì)諧波污染問題的研究狀況與APF的工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析,選擇三相三線制并聯(lián)型APF展開研究；對(duì)有源電力濾波器的基本工作原理及結(jié)構(gòu)作了簡(jiǎn)要介紹； 在介紹常用的諧波電流檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了基于瞬時(shí)無功功率的ipiq檢測(cè)法,并且對(duì)有源電力濾波器的主電路結(jié)構(gòu)與相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)； 比較了PWM的幾種產(chǎn)生方式，分析并采用了三角波發(fā)生方式?；贛atlab/simulink軟件建立系統(tǒng)物理仿真模型,結(jié)果證明三相并聯(lián)型有源電力濾波器能夠很好的補(bǔ)償電流型諧波源。由于本人能力以及時(shí)間限制，本文提出的有源電力濾波器系統(tǒng)還有待進(jìn)一步的完善與改進(jìn)。單獨(dú)使用的有源電力濾波器可以在小容量非線性負(fù)載的場(chǎng)合提供有效的解決方案，但是在大容量場(chǎng)合就不那么可行了。而混合型電力濾波器可以解決上述問題。 為了把本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)推廣到APF的實(shí)際工程應(yīng)用,則需要更進(jìn)一步的研究工作,只要有以下幾方面: 諧波電流檢測(cè)方法雖然對(duì)元件參數(shù)特性依賴不大,但是動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度不高,需進(jìn)一步研究旨在提高其動(dòng)態(tài)品質(zhì)； 該系統(tǒng)主要針對(duì)小容量APF研究,為了更好的推廣市場(chǎng),還需要進(jìn)一步研究,擴(kuò)充為大容量甚至超大容量電網(wǎng)系統(tǒng)；同時(shí)結(jié)合電力電子技術(shù)的發(fā)展,使得APF研究趨向多重化、多功能化、數(shù)字化；另外對(duì)系統(tǒng)每一個(gè)環(huán)節(jié)的研究應(yīng)考慮實(shí)際要求與成本,旨在滿足實(shí)際要求的同時(shí)節(jié)約成本； 為了更好的驗(yàn)證該系統(tǒng)的可行性與有效性,可搭建硬件系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)提出的算法及外圍電路進(jìn)行深入研究。 致 謝本文的工作凝聚了許多人的心血。在此對(duì)在整個(gè)過程中給予指導(dǎo)、關(guān)心、建議和幫助過我的所有老師、同學(xué)以及其他人員表示衷心的感謝。首先，在整個(gè)課題研究過程中我的導(dǎo)師陳宗祥教授給了我很多的幫助和鼓勵(lì)。在此表示衷心的感謝和崇高的敬意。另外，在課題的研究和論文的完成過程中，還得到了許多同學(xué)、學(xué)姐的幫助，一并感謝這些同學(xué)對(duì)論文撰寫中給予的幫助和指導(dǎo)！最后，我要感謝電氣學(xué)院所有的老師和輔導(dǎo)員，感謝各位老師在大學(xué)四年對(duì)我的悉心指導(dǎo)和關(guān)心！在此致以敬意和感謝！祝所有關(guān)心、愛護(hù)和幫助過我的老師、同學(xué)、家人和朋友們身體健康、工作順利！參考文獻(xiàn)[1]王兆安，[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.[2]姜齊榮，趙東元，：原理結(jié)構(gòu)控制[M].北京：科學(xué)出版社，2005.[3]劉鳳君等．多電平逆變技術(shù)及其應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007，1.[4]王軍華,李建貴,[J].電氣傳動(dòng),2007,37(12):3一6[5][D].西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文,2005.[6]張東．基于功率平衡原理的串聯(lián)型有源電力濾波器研究[D]．重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文,2004.[7]張義兵．基于DSP單相串聯(lián)混合型有源電力濾波器設(shè)計(jì)研究[D]．湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2003.[8]王萍．有源電力濾波器諧波電流智能控制[D].天津大學(xué)碩士學(xué)位論文,2005.[9]陳東華．有源濾波應(yīng)用于飛機(jī)交流電源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]．南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文,2007.[10]陳仲．并聯(lián)有源電力濾波器實(shí)用關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]．浙江大學(xué)博士學(xué)位論文,2005．8.[11]蔡拯．電網(wǎng)諧波分析及基于雙DSP控制的有源電力濾波器[D]．浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006，2.[12]Yuan 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