涂春鸣[1]2003年在《新型谐振阻抗型混合有源滤波器PITHAF研究》文中认为本论文的研究工作主要围绕一种新的变电站谐波治理措施——谐振阻抗型混合有源滤波器RITHAF展开，涵盖了RITHAF的结构与原理、无源滤波器的优化设计、输出滤波器的分析、控制方法等内容，形成了较为完善的变电站谐波治理理论和技术方案。 针对变电站谐波治理的特殊要求，通过对现有混合有源滤波器的分析，本论文提出了一种新型谐振阻抗型混合有源滤波器RITHAF。RITHAF的引入，相当于在电网支路中串联了一个基波串联谐振电路，因此对基波电流不起作用，而对谐波电流产生巨大的阻碍作用，迫使谐波电流注入无源滤波器，从而达到谐波治理的目的。RITHAF不仅能够有效地治理谐波，而且其无源滤波器部分还可以承担一定的无功补偿任务。同时其有源部分不承受系统基波电压，也没有基波电流流入，逆变器容量小，初期投资较小。本论文还通过对定义的谐波抑制函数进行分析，研究了电网阻抗变化、基波串联谐振电路参数变化、无源滤波器失谐等情况下RITHAF的补偿特性以及抑制系统谐振的性能。 在分析现有无源滤波器设计方法的基础上，本论文归纳了无源滤波器设计的一般性原则，进而依据该原则，提出了新的基于多目标遗传算法的无源滤波器优化设计方法。该方法较全面地考虑了谐波治理、无功补偿、背景谐波、失谐、与电网阻抗的串并联谐振等问题。以初期投资、无功功率补偿容量和滤波后电网谐波含量为叁个目标，并行搜索最优参数使得叁个目标的综合性能最佳。改变了传统方法中只进行单目标优化、将其它目标作为约束处理的方式，使得解个体在约束空间内也有进化方向，更加符合实际要求。同时提出了多目标协调选择机制，保证叁个目标的独立优势基因和综合优势基因都得到复制，而且增加了种群的多样性。 本论文建立了输出滤波器的性能指标函数，继而用该函数分析和比较了LC型、LCL型、L型和LCR型输出滤波器对有源滤波器系统性能的影响，并揭示了产生影响的原因。指出LCR输出滤波器在串联电感较小时能够大幅衰减被放大的谐波注入电流的幅值，有效地抑制高频毛刺，同时逆变器输出电压的效率较高，能够形成较大的低频谐波注入电流，使电网电流的低频和高频谐波分量都较小，是性能最佳的输出滤波器，从而避免了有源滤波器中输出滤波器选型的盲目性。 从传统控制理论的角度，本论文对有源滤波器控制的研究现状进行了分析，依照趋近率的方法推导了RITHAF的离散滑模变结构控制率，同时提出了广义积分迭代控制算法。并在此基础上提出了叁重离散滑模变结构控制结构，引入基于广义积分迭代控制算法的控制量作为离散滑模变结构控制器的等效控制，实现了两种控制方法的有机结合。该方法改变了传统滑模变结构控制中控制器的结构只在切换曲面两侧变化的情况，使得控制器结构具有切换边带两侧以及边带之内的“叁重”变化。通过设置边带来决定等效控制的投入条件，使得系统在电流跟踪误差较大时离散滑模控制占主导，误差减小速度较快，在误差减小到一定范围内时广义积分迭代控制占主导，实现稳态无差。该中南大学博士学位论文控制方法兼具较快的动态响应速度和较高的稳态控制精度，同时开关毛刺易于抑制，不会在电网电流中造成明显的高频纹波。 在以RITHAF为谐波治理手段的基础上，本论文最后建立了电网谐波分析与治理一体化系统，阐述了系统的实现方案。该系统集成了谐波分析与治理功能，能够很好的满足变电站谐波治理和电力系统谐波管理的要求，为变电站谐波治理工程提供了有力的理论和技术支持。
王蕾[2]2016年在《电力系统谐波检测与抑制方法的研究》文中研究表明近年来,随着大量非线性负载的投入使用,谐波污染日趋严重,对电力系统和用电设备的安全与稳定运行构成严重威胁。为有效治理谐波污染,谐波电流检测技术与抑制技术得到越来越广泛地关注。本文首先阐述了课题研究背景及意义、谐波电流检测方法的国内外研究现状、谐波抑制方法的研究现状；给出了电能质量的基本概念、影响因素、分类及主要参数；详细阐述了电力系统谐波的产生原因、相关概念、理论基础、谐波对电力系统的危害以及公用电网中谐波的限制标准。其次,对叁种典型的电力系统谐波电流检测方法进行深入研究,分别对这叁种谐波电流检测法进行仿真验证与性能分析。重点研究了自适应谐波电流检测法,发现传统的自适应谐波电流检测法的反馈信号并不能直接反映自适应滤波器对目标信号的跟踪情况,降低了算法的收敛速度与稳态精度。为克服传统自适应谐波检测法用于电力系统谐波电流检测中的这一缺点,本文将详细阐述如何在传统算法的误差反馈信号中提取出能真正反映跟踪目标信号的误差,将提取出来的真实误差作为改进自适应算法的反馈量,提出了基于ANCT的改进增益型LMS自适应检测算法。通过Matlab仿真软件对固定步长时改进LMS算法与传统LMS算法进行仿真对比,证明改进算法的优越性。另外,将推导出的改进算法的反馈量作为正弦函数自变量来控制迭代步长的更新,提出改进的变步长LMS新算法,将改进的固定步长算法与改进变步长算法进行仿真对比验证,并对仿真结果进行分析。再次,学习和研究了谐波抑制手段。重点研究了有源电力滤波器(APF)的工作原理、数学模型以及主电路参数的设计方法,比较了有源电力滤波器电流跟踪的两种控制方法,选用滞环比较控制作为产生APF逆变器所需驱动信号的控制方法。最后,介绍了单相的改进算法拓展至叁相电路中的应用,并给出将改进算法用作APF的检测模块、滞环比较作为电流跟踪控制模块的APF的系统结构,构成将谐波检测与抑制于一体的闭环系统。对该闭环系统通过Matlab/Simulink搭建仿真系统模型,给出各子模块的仿真实现模型与解释,给出仿真结果并进行分析与总结；给出改进算法计算谐波电流的程序流程图。
参考文献：
[1]. 新型谐振阻抗型混合有源滤波器PITHAF研究[D]. 涂春鸣. 中南大学. 2003
[2]. 电力系统谐波检测与抑制方法的研究[D]. 王蕾. 西南石油大学. 2016