PWM變流器原理及APF基礎(chǔ)1

PWM變流器原理及APF基礎(chǔ)黃落成碩研11級(jí)2班導(dǎo)師：張曉副教授中國(guó)礦業(yè)大學(xué)ChinaUniversityofMiningandTechnology2013年9月14日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院主要內(nèi)容一、PWM變流器概述、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及分類(lèi)二、PWM變流器工作原理及控制技術(shù)三、PWM變流器仿真分析四、APF基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及分類(lèi)五、APF工作原理及諧波檢測(cè)方法六、APF控制方法七、APF仿真分析中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、PWM變流器概述、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及分類(lèi)概述什么是PWM變流器？PWM變流器是PWM整流器和PWM逆變器的統(tǒng)稱(chēng)，是運(yùn)用脈寬調(diào)制技術(shù)對(duì)由電力電子開(kāi)關(guān)器件構(gòu)成的特定的電路進(jìn)行控制從而使得交流側(cè)輸入電流正弦且功率因數(shù)為1、能量可雙向流動(dòng)的一種電路結(jié)構(gòu)。由于其優(yōu)點(diǎn)眾多，因此得到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和研究，當(dāng)前研究主要集中在以下幾個(gè)方面：1，PWM變流器的建模與分析2，電壓型PWM變流器的電流控制3，主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究4，系統(tǒng)控制策略研究5，電流型PWM變流器研究中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、PWM變流器概述、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及分類(lèi)概述電流控制策略是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一，其主要有兩類(lèi)：1、間接電流控制策略

間接電流控制實(shí)際上就是所謂的“幅相”電流控制，即通過(guò)控制電壓型PWM整流器的交流側(cè)電壓基波幅值、相位，進(jìn)而間接控制其網(wǎng)側(cè)電流。由于間接電流控制的網(wǎng)側(cè)電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，且對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化靈敏，因此這種控制策略己逐步被直接電流控制策略取代。2、直接電流控制策略直接電流控制電流響應(yīng)快，不受系統(tǒng)參數(shù)影響，魯棒性好；直接電流控制當(dāng)前有以下幾種形式：固定開(kāi)關(guān)頻率且采用電網(wǎng)電動(dòng)勢(shì)前饋的SPWM控制；滯環(huán)電流控制；能夠提高電壓利用率并降低損耗的空間矢量PWM控制(SVPWM)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、PWM變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其分類(lèi)PWM變流器的原理在系統(tǒng)控制方法上，主要有以下的幾種：1、滯環(huán)電流控制2、固定開(kāi)關(guān)頻率電流控制3、直接功率控制4、電網(wǎng)不平衡條件下的PWM整流器控制5、預(yù)測(cè)電流控制6、無(wú)電網(wǎng)電動(dòng)勢(shì)傳感器及無(wú)網(wǎng)側(cè)電流傳感器控制7、滑模變結(jié)構(gòu)控制8、反饋精確線性化控制9、基于

Lyapunov穩(wěn)定性理論的控制10、模糊控制傳統(tǒng)方法新型方法中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、PWM變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其分類(lèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)單相半橋單相全橋1、單相半橋、全橋拓?fù)?、三相半橋拓?fù)湔f(shuō)明：半橋電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)管為全橋的一半，造價(jià)低，用于小功率場(chǎng)合。相比于全橋電路，獲得相同的電流時(shí)半橋直流側(cè)電壓為全橋的2倍，因此開(kāi)關(guān)管耐壓升高，還得對(duì)電容中點(diǎn)電位進(jìn)行控制。電流型整流器可靠性高、直流側(cè)需要串聯(lián)較大的電感，損耗大，體積大，適合于高壓大容量場(chǎng)合；電壓型整流器直流側(cè)采用電容器，體積小，損耗小，可靠性也較高，適用于中等功率中等電壓等級(jí)場(chǎng)合。三相電壓型三相電流型中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、PWM變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其分類(lèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中點(diǎn)箝位式三電平VSR中點(diǎn)箝位型多電平VSR3、三電平及多電平結(jié)構(gòu)說(shuō)明：優(yōu)點(diǎn)：三電平及多電平結(jié)構(gòu)的整流器只要是面對(duì)當(dāng)前高壓大功率、大容量場(chǎng)合而誕生的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其多個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件的串聯(lián)使用有效提高了耐壓等級(jí)，降低了交流諧波電流，等效開(kāi)關(guān)頻率得到提高。缺點(diǎn)：隨著電平數(shù)的增多，開(kāi)關(guān)器件數(shù)量成倍增多，控制越發(fā)復(fù)雜，造價(jià)更高。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、PWM變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其分類(lèi)PWM變流器的分類(lèi)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的原理和傳統(tǒng)意義上的整流電路相比，PWM整流器不僅是AC／DC變換器。由于電能的雙向傳輸，當(dāng)PWM整流器從電網(wǎng)吸取電能時(shí)，其運(yùn)行于整流工作狀態(tài)；而當(dāng)PWM整流器向電網(wǎng)傳輸電能時(shí)，其運(yùn)行于有源逆變工作狀態(tài)。無(wú)論工作在那種狀態(tài)，其網(wǎng)側(cè)電流均能實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)控制。所謂單位功率因數(shù)是指：輸入電流波形正弦，且當(dāng)PWM整流器運(yùn)行于整流狀態(tài)時(shí)，網(wǎng)側(cè)電壓、電流同相位；當(dāng)PWM整流器運(yùn)行于有源逆變狀態(tài)時(shí)，其網(wǎng)側(cè)電壓、電流反相位。因此，PWM整流器實(shí)際上是一個(gè)交、直流側(cè)可控的四象限運(yùn)行的變流裝置。下面通過(guò)變流器的模型來(lái)說(shuō)明其工作的原理。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的原理變流器的單相等效模型如上圖所示，在不考慮功率管以及連接電感損耗時(shí)，按照交直流側(cè)功率平衡原則可得：由(1)式不難得出，在電網(wǎng)電壓不變時(shí)，可以通過(guò)控制交流側(cè)電流即可實(shí)現(xiàn)對(duì)直流側(cè)的控制；反之亦然。由于整流電路的目的就是要獲取一個(gè)穩(wěn)定的直流側(cè)電壓且交流側(cè)電流按正弦規(guī)律變化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)，因此，其控中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的原理制完全可以通過(guò)直接或者間接的對(duì)網(wǎng)側(cè)電流進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)。穩(wěn)態(tài)條件下，PWM整流器交流側(cè)矢量關(guān)系可由下圖表示。a)正電阻特性運(yùn)行b)純電感特性運(yùn)行c)負(fù)電阻特性運(yùn)行d)純電容特性運(yùn)行E—電網(wǎng)電動(dòng)勢(shì)矢量VL—電感電壓矢量V—交流側(cè)電壓矢量I—交流側(cè)電流矢量中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的原理(1)電壓矢量V端點(diǎn)在圓軌跡AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)，PWM整流器運(yùn)行于整流狀態(tài)。此時(shí)，PWM整流器需從電網(wǎng)吸收有功及感性無(wú)功功率，電能將通過(guò)PWM整流器由電網(wǎng)傳輸至直流負(fù)載。值得注意的是，當(dāng)PWM整流器運(yùn)行在B點(diǎn)時(shí)，則實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)整流控制；而在A點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，PWM整流器則不從電網(wǎng)吸收有功功率，而只從電網(wǎng)吸收感性無(wú)功功率。

(2)當(dāng)電壓矢量V端點(diǎn)在圓軌跡BC上運(yùn)動(dòng)時(shí)，PWM整流器運(yùn)行于整流狀態(tài)。此時(shí)，PWM整流器需從電網(wǎng)吸收有功及容性無(wú)功功率，電能將通過(guò)PWM整流器由電網(wǎng)傳輸至直流負(fù)載。當(dāng)PWM整流器運(yùn)行至C點(diǎn)時(shí)，PWM整流器將不從電網(wǎng)吸收有功功率，而只從電網(wǎng)吸收容性無(wú)功功率。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理(3)當(dāng)電壓矢量P端點(diǎn)在圓軌跡CD上運(yùn)動(dòng)時(shí)，PWM整流器運(yùn)行于有源逆變狀態(tài)。此時(shí)PWM整流器向電網(wǎng)傳輸有功及容性無(wú)功功率，電能將從PWM整流器直流側(cè)傳輸至電網(wǎng)。當(dāng)PWM整流器運(yùn)行至D點(diǎn)時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)有源逆變控制。(4)當(dāng)電壓矢量V端點(diǎn)在圓軌跡DA上運(yùn)動(dòng)時(shí)，PWM整流器運(yùn)行于有源逆變狀態(tài)。此時(shí)，PWM整流器向電網(wǎng)傳輸有功及感性無(wú)功功率，電能將從PWM整流器直流側(cè)傳輸至電網(wǎng)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理1、單相VSR雙極性調(diào)制分析開(kāi)關(guān)模式12導(dǎo)通器件V1(VD1)V4(VD4)V2(VD2)V3(VD3)開(kāi)關(guān)函數(shù)p1-1中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理如上表所示，按照一定的組合規(guī)律，當(dāng)開(kāi)關(guān)管工作在被不同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，就會(huì)在交流側(cè)產(chǎn)生不同的交流電壓，在雙極性調(diào)制方式下，組合1和組合4為無(wú)效狀態(tài)，因此單相全橋只工作在組合2、3及其反并聯(lián)二極管形成的續(xù)流狀態(tài)。根據(jù)基爾霍夫電路定律可得單相VSR的回路方程為：開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合交流測(cè)電壓V(t)-1-10-11-Udc1-1Udc110無(wú)效狀態(tài)而交流側(cè)電壓v(t)=p(t)*Udc，p(t)為開(kāi)關(guān)函數(shù)，因此(1)式可以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理改寫(xiě)成：由(2)式可以解出在不同開(kāi)關(guān)時(shí)刻的瞬時(shí)電流i(t)，由于電感L的作用，使得網(wǎng)測(cè)電流比較平滑的波動(dòng)，在一定的時(shí)間內(nèi)，由于電網(wǎng)電壓為正弦交流電，所以網(wǎng)測(cè)電流在經(jīng)過(guò)L濾波后也表現(xiàn)為一個(gè)正弦波。同時(shí)，根據(jù)基爾霍夫電流定律可以求得流過(guò)直流側(cè)電容器的電流ic(t)：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理由(4)式可得得出t時(shí)刻的直流側(cè)電容電壓udc，由于直流側(cè)電容取值一般較大，使得直流側(cè)電壓波動(dòng)較小，使得直流側(cè)電壓穩(wěn)定在某一定值。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理2、三相電壓型變流器（VSR）SVPWM分析由基爾霍夫電路定律得：定義開(kāi)關(guān)函數(shù)Sk：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理考慮到系統(tǒng)三相對(duì)稱(chēng)，且考慮到交流側(cè)電壓與開(kāi)關(guān)函數(shù)和直流側(cè)電壓的關(guān)系，因此有：帶入(6)式可得：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理在某一時(shí)刻，某一開(kāi)關(guān)狀態(tài)下對(duì)直流側(cè)電容與負(fù)載運(yùn)用基爾霍夫電流定律，并聯(lián)立(8)(9)式，可得三相電壓型PWM整流器在abc三相靜止坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理abc三相靜止坐標(biāo)系PWM控制框圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理若將abc三相靜止坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型向αβ兩相坐標(biāo)系進(jìn)行坐標(biāo)變換即可得到αβ兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，可表示為：可用控制框圖表示為：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理αβ兩相靜止坐標(biāo)系PWM控制框圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理將(11)式從靜止坐標(biāo)系向dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系坐標(biāo)變換可得PWM變流器在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型：同上，可用控制框圖表示為：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的工作原理dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系PWM控制框圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的SVPWM調(diào)制αβ兩相靜止坐標(biāo)系和dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的PWM變流器控制均可用電壓空間矢量（SVPWM），下面就SVPWM做一個(gè)詳細(xì)的介紹。定義開(kāi)關(guān)函數(shù)Sk(k=a,b,c)如下：SaSbScUVWvk000000v0001-1/3Udc-1/3Udc2/3Udcv1010-1/3Udc2/3Udc-1/3Udcv2011-2/3Udc1/3Udc1/3Udcv31002/3Udc-1/3Udc-1/3Udcv41011/3Udc-2/3Udc1/3Udcv51101/3Udc1/3Udc-2/3Udcv6111000v7中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的SVPWM調(diào)制說(shuō)明：每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的時(shí)間均為60度。由于逆變器的工作時(shí)間都是對(duì)稱(chēng)的，因此，分析一個(gè)扇區(qū)的方法可以推廣到其他扇區(qū)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的SVPWM調(diào)制在實(shí)際系統(tǒng)中，應(yīng)該盡量減少開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化時(shí)引起的開(kāi)關(guān)損耗，因此不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)必須遵守下述原則：每次切換開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，只切換一個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件，以滿(mǎn)足最小開(kāi)關(guān)損耗。為方便研究以第Ⅲ扇區(qū)為例，此扇區(qū)內(nèi)的電壓空間矢量作用順序?yàn)椋篤0(000)V4(100)

V6(110)V7(111)V7(111)V6(110)

V4(100)

V0(000)在這個(gè)過(guò)程中

V4先作用，隨后

V6才作用。我們把

先作用的矢量稱(chēng)為主矢量，

后作用的矢量稱(chēng)為次矢量。

扇區(qū)ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ主矢量V2V4V4V1V2V1次矢量V6V5V6V3V3V5中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的SVPWM調(diào)制扇區(qū)判斷：在確定扇區(qū)時(shí)，引入三個(gè)決策變量A,B,C。根據(jù)給出的待合成的空間矢量

的兩個(gè)分量

來(lái)決定A,B,C的取值，有以下關(guān)系式：由此得出所在扇區(qū)：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的SVPWM調(diào)制在確定出矢量所在的扇區(qū)之后，就需要確定出在這個(gè)扇區(qū)中主次矢量以及相應(yīng)的零矢量的作用時(shí)間。，以第3扇區(qū)為例，設(shè)主矢量V4、次矢量V6及零矢量V0、V7的作用時(shí)間分別為T(mén)4、T6、T0，在一個(gè)周期內(nèi)有：參照扇區(qū)分布圖，根據(jù)伏秒平衡原理可得：由于非零矢量的模值均為2/3Udc，因此上式可以化簡(jiǎn)為：從而可以根據(jù)αβ坐標(biāo)系下各個(gè)矢量的關(guān)系可得：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的SVPWM調(diào)制中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的SVPWM調(diào)制為了方便描述主次矢量作用時(shí)間，引入X、Y、Z三個(gè)變量表示主次矢量的作用時(shí)間，X、Y、Z分別表示為：扇區(qū)123456主矢量ZY-Z-XX-Y次矢量Y-XXZ-Y-Z中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的SVPWM調(diào)制過(guò)飽和判斷：當(dāng)

T1+T2>Ts時(shí)，需對(duì)主次作用時(shí)間進(jìn)行過(guò)飽和處理，即：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的SVPWM調(diào)制在確定各個(gè)扇區(qū)主次矢量的作用時(shí)間并進(jìn)行過(guò)飽和處理后，在一個(gè)特定的扇區(qū)，需要就零矢量與該扇區(qū)對(duì)應(yīng)的主次矢量切換時(shí)間做出判定。由于DSP的事件管理器（EV）的有三個(gè)比較寄存器，每個(gè)比較單元控制兩組PWM脈沖，正好可以實(shí)現(xiàn)七段式的SVPWM，為了給出比較寄存器的值，這里引入一些時(shí)間變量Ta、Tb、Tc，其表示為：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的SVPWM調(diào)制扇區(qū)號(hào)ⅠⅡⅢⅣⅤⅥCMP1TaTaTaTcTcTbCMP2TaTcTbTbTaTcCMP3TcTbTcTaTbTa中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、PWM變流器的工作原理及控制技術(shù)PWM變流器的分類(lèi)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院三、PWM變流器的仿真分析1影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行2產(chǎn)生附加損耗，降低發(fā)輸電及用電設(shè)備的效率3引起電網(wǎng)局部并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振4使繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作5對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、課題背景、研究意義及現(xiàn)狀、選題依據(jù)諧波的危害中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、課題背景、研究意義及現(xiàn)狀、選題依據(jù)研究意義諧波是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及用戶(hù)設(shè)備的安全、正常工作，將其限制在允許的范圍之內(nèi)，還電網(wǎng)一個(gè)潔凈的電氣環(huán)境，營(yíng)造“綠色電網(wǎng)”，對(duì)節(jié)能減排，科學(xué)發(fā)展、創(chuàng)造低碳生活有著重大的意義。研究諧波，治理諧波不僅可以?xún)艋娋W(wǎng)環(huán)境，與此同時(shí)，還可以促進(jìn)電力電子技術(shù)的向前發(fā)展，特別是高頻率、高耐壓的半導(dǎo)體電子開(kāi)關(guān)的發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展?fàn)I造機(jī)遇。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、課題背景、研究意義及現(xiàn)狀、選題依據(jù)有源濾波器基本原理有源濾波器基本原理圖可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償同時(shí)補(bǔ)償諧波和無(wú)功受電網(wǎng)阻抗影響不大可單獨(dú)補(bǔ)償，也可以集中補(bǔ)償中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、課題背景、研究意義及現(xiàn)狀、選題依據(jù)研究現(xiàn)狀（1）:諧波檢測(cè)方法研究實(shí)時(shí)性更好，檢測(cè)精度更高的諧波檢測(cè)方法傳統(tǒng)方法新型算法1、基于模擬電路濾波的檢測(cè)方法2、基于離散傅立葉變換的諧波檢測(cè)3、基于Fryze傳統(tǒng)功率定義的諧波檢測(cè)4、基于瞬時(shí)無(wú)功理論的p-q法、ip-iq法5、FBD法、p-q-r法1、自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)2、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)諧波檢測(cè)3、小波變換諧波檢測(cè)ip-iq法是運(yùn)用最成熟、最廣泛、最經(jīng)典的諧波檢測(cè)方法檢測(cè)精度高，實(shí)時(shí)性難以保證，工程實(shí)現(xiàn)困難中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、課題背景、研究意義及現(xiàn)狀、選題依據(jù)研究現(xiàn)狀（2）：補(bǔ)償電流控制方法研究魯棒性好，控制精度高，穩(wěn)定性好的跟蹤控制方法傳統(tǒng)方法新型算法1、比例-積分（PI）控制2、滯環(huán)比較控制3、三角載波控制4、重復(fù)控制5、無(wú)差拍控制6、廣義比例積分控制（PR）1、滑模變結(jié)構(gòu)控制2、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制3、預(yù)測(cè)電流控制4、模糊控制滯環(huán)比較控制法動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、開(kāi)關(guān)損耗小、控制精度高、魯棒性好，開(kāi)關(guān)頻率受滯環(huán)寬度影響而難以固定。尚處于仿真理論研究階段，工程實(shí)踐困難。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、課題背景、研究意義及現(xiàn)狀、選題依據(jù)研究現(xiàn)狀（3）：補(bǔ)償容量擴(kuò)充傳統(tǒng)兩電平APF多電平APF結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，容量小。特點(diǎn)：特點(diǎn)：研究新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償容量擴(kuò)展耐壓高，容量增大，輸出畸變率小，等效開(kāi)關(guān)頻率提高，中點(diǎn)電位控制困難。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、課題背景、研究意義及現(xiàn)狀、選題依據(jù)研究現(xiàn)狀（3）注入式APF結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無(wú)源濾波及注入支路參數(shù)選取困難，系統(tǒng)參數(shù)易受電網(wǎng)參數(shù)影響。APF容量得到大大的降低，無(wú)需變壓器即可與高壓電網(wǎng)連接。特點(diǎn)：研究新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償容量擴(kuò)展中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院一、課題背景、研究意義及現(xiàn)狀、選題依據(jù)研究現(xiàn)狀（3）傳統(tǒng)單模塊APF多模塊APF結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，容量小。在保留單模塊APF結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上擴(kuò)大了系統(tǒng)容量特點(diǎn)：特點(diǎn)：研究新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償容量擴(kuò)展中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院二、主要研究?jī)?nèi)容結(jié)合前一節(jié)分析，本文擬從以下幾個(gè)方面進(jìn)行展開(kāi)：1、研究一種基于有效值的諧波檢測(cè)方法

提出這種諧波檢測(cè)方法擬解決負(fù)載頻繁變化時(shí)快速檢測(cè)出諧波的問(wèn)題，即實(shí)時(shí)性的問(wèn)題。2、研究一種基于空間矢量變環(huán)寬滯環(huán)控制方法

提出這種控制方法擬解決APF補(bǔ)償電流快速、準(zhǔn)確跟蹤諧波指令電流的問(wèn)題。3、研究一種多模塊并聯(lián)擴(kuò)容的APF拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

提出這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擬解決兩電平APF容量過(guò)小的問(wèn)題。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院三、關(guān)鍵技術(shù)研究基于有效值的諧波檢測(cè)方法原理框圖一

關(guān)鍵技術(shù)之一關(guān)鍵技術(shù)之二關(guān)鍵技術(shù)之三諧波檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院三、關(guān)鍵技術(shù)研究關(guān)鍵技術(shù)之一：鎖相環(huán)PLL準(zhǔn)確獲取負(fù)載電流基波相位關(guān)鍵技術(shù)之二：直流側(cè)電壓控制量兼誤差補(bǔ)償信號(hào)引入接點(diǎn)選取關(guān)鍵技術(shù)之三：負(fù)載電流有效值計(jì)算模塊離散化編程實(shí)現(xiàn)并保證快速性由于負(fù)載電流畸變嚴(yán)重，因此利用鎖相環(huán)獲取的負(fù)載電流基波相位信息的準(zhǔn)確性必然受到嚴(yán)重影響，因此必須采取相關(guān)技術(shù)對(duì)鎖相環(huán)加以改進(jìn)或者采用其他方式。利用負(fù)載電流有效