基于改进空间矢量的APF电流控制策略研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ohshady
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随着电力电子技术的飞速发展,电力电子装置越来越广泛地应用于工业生产和生活中。由于电力电子装置的非线性,导致电能质量问题日益严重,有源电力滤波器能够动态补偿谐波和无功,是目前治理电能质量问题的主要装置。本文对并联型有源电力滤波器(APF,Active Power Filter)的电流控制技术进行了研究,主要内容如下:首先介绍了有源电力滤波器的相关理论,重点阐述了空间矢量控制技术的研究现状。基于三相三线制并联型APF,介绍了其基本工作原理并推导建立了其数学模型,阐述了SVPWM控制的基本原理,给出了APF传统SVPWM控制的具体实现方法,并设计了重复+PI复合控制器。其次针对传统SVPWM控制必须以参考电压矢量作为输入,涉及电流-电压(I-V)转换控制器设计和坐标变换等问题,提出了一种基于分切合整思想的改进SVPWM与重复预测相结合的控制策略。在三相静止坐标系下,依据电网电压判断扇区,根据作用空间电压矢量的不同将一个开关周期分割为三个时间段,分析各个时间段内的滤波电感电流的变化量,然后求和三个时间段的滤波电感电流总变化量来计算电压矢量作用时间,从而简化了控制系统的设计。同时,为消除系统采样延迟误差,引入无差拍电流预测技术,介绍了无差拍控制基本原理和几种常见的电流预测方法,并采用基于外推法的重复预测算法来实现对输出电流的精确预测。最后基于Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型,进行了相关硬件、软件的设计,搭建了试验平台并进行了试验研究,仿真和试验结果证明了本文所提控制策略的有效性和可行性。
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