论文部分内容阅读
谐波污染对电力系统产生的危害是巨大的,有源电力滤波器(active power filter,APF)凭借自身的灵活性及较好的补偿效果得到了广泛应用。针对传统APF补偿精度低的问题,以LCL型三相三线制并联APF作为研究对象,主要研究内容包括谐波电流检测环节、补偿电流跟踪环节以及LCL型输出滤波器。根据非线性离散系统中扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)特性,提出改进EKF滤波方法,应用于谐波检测环节中,滤除特征谐波的同时对非特征谐波进行滤除,通过提高谐波电流滤除能力进而改善APF谐波补偿效果。通过分析LCL型三相三线制并联APF的工作原理,应用i_p-i_q谐波电流检测法实现对谐波电流的检测,采取同步坐标系的软件锁相环同步技术提供谐波检测环节需要的相位信息,采取PI控制技术保证直流侧电容电压的稳定,重复控制消除指令电流的周期性误差,滞环控制保证补偿电流实时跟踪。提出改进EKF滤波方法取代传统低通滤波环节实现谐波检测精度的提高,对非线性系统进行线性化处理,在EKF的基础上结合卡尔曼滤波对有色噪声的处理方法,利用状态扩充法对谐波电流信号进行处理作为系统的过程噪声,形成改进EKF滤波方法数学模型,提高谐波电流检测精度。针对LCL型输出滤波器进行参数设计,满足传递函数模值和谐振频率约束条件,参数设计结果表明低次谐波没有衰减作用,逆变器产生的高次谐波有较强的衰减作用。采用电容电流比例反馈的有源阻尼法实现谐振峰值抑制,结合谐振尖峰及相位滞后两个原因设定反馈系数。利用Matlab搭建仿真模型与常规低通滤波器分别就滤波水平、APF补偿效果以及LCL型APF补偿效果进行对比仿真实验。结果表明,改进EKF滤波方法可有效降低电网电流畸变率,非特征谐波的滤除效果明显,总体滤波水平及APF补偿效果远优于Butterworth滤波方法,恒定负载与突变负载情况均提高了滤波水平,改善APF补偿效果。该论文有图65幅,表5个,参考文献75篇。