基于瞬时无功功率理论的STATCOM谐波电流检测研究

论文摘要

随着人民生活水平的提高，对电能质量的要求也越来越高，由于电网中大量的非线性负载的广泛应用，电网中的谐波污染也比以前更加严重。主要是因为非线性负载会产生畸变电流而流入电网，电网系统内含阻抗，则会引起电网电压的畸变，进而对其它负荷产生影响，直接导致电能质量降低，这与人民要求具有高质量的电能相矛盾。静止同步补偿装置（compensator static，简称STATCOM）是解决这一矛盾的有效装置，它不仅可以进行无功补偿，还可以消除谐波。本文是针对STATCOM在消除谐波这一切入点进行分析，在消除谐波方面，相对无源滤波器STATCOM有许多优势，其功能等同于有源滤波器（active power filter，简称APF）。谐波电流检测技术是STATCOM技术中最为关键技术之一，其性能的好坏直接决定了STATCOM消除谐波性能优劣，所以，提高谐波电流检测技术水平对提高STATCOM性能具有十分重要的意义。本文首先介绍了目前国内外谐波电流检测的各种方法，并分析各种方法的优缺点，重点详细分析基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法，并做了仿真验证，对其中最为关键技术的锁相环进行设计，仿真和实验都得到了预期效果，难点在于数字低通滤波器的设计，主要是因为低通滤波器类型的选择直接影响了谐波电流检测方法的性能，最后设计出满足快速、准确地检测谐波电流的数字低通滤波器，并在MATLAB/SIMULINK仿真中验证了此方法的有效性和正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 主要符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.1.1 谐波的概念
• 1.1.2 电力系统谐波的产生
• 1.1.3 谐波的危害
• 1.1.4 谐波治理
• 1.2 有源电力滤波器的系统构成及谐波抑制策略
• 1.2.1 系统构成
• 1.2.2 谐波抑制策略
• 1.3 谐波电流检测技术及其发展现状
• 1.4 本论文的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 瞬时无功功率理论在谐波电流检测中的应用
• 2.1 三相电路瞬时无功功率理论
• 2.2 三相三线制谐波和无功电流实时检测
• 2.2.1 p、q运算方式
• p、i_q运算方式'>2.2.2 i_p、i_q运算方式
• 2.2.3 在三相四线制系统中的推广
• 2.3 基于瞬时无功功率理论的p-q谐波检测方法仿真
• 2.4 本章小结
• 第三章 锁相环的设计
• 3.1 锁相环的实现
• 3.2 软件锁相环原理
• 3.3 软件锁相环的仿真
• 3.4 软件锁相环的实验
• 3.4.1 程序流程图
• 3.4.2 定点DSP的浮点运算实现
• 3.4.3 实验结果及其分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 低通滤波器的设计
• 4.1 低通滤波器的类型
• 4.2 模拟滤波器原型
• 4.3 椭圆滤波器的设计
• 4.3.1 技术指标
• 4.3.2 设计的基本步骤
• 4.3.3 设计的基本方法
• 4.3.4 设计数字低通椭圆滤波器
• 4.3.5 数字滤波器实现中的注意事项
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统仿真
• 5.1 主电路模型
• p- i_q检测基波电流仿真'>5.2 基于瞬时无功功率理论的i_p- i_q检测基波电流仿真
• p- i_q检测任意次谐波仿真'>5.3 基于瞬时无功功率理论的i_p- i_q检测任意次谐波仿真
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 工作回顾
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文
• 致谢