有源滤波器毕业论文

有源电力滤波器控制策略综述 李建林，张仲超 (浙江大学玉泉校区，浙江 杭州 310027） 摘 要： 针 对 空 间 矢 量 最 优 控 制 、 定 频 滞 环 电 流 控 制 、 单 周 控 制 、 变 结 构 控 制 等 几 种 目 前 在 有 源 电 力 滤 波 器 （ APF） 控 制 中 较 新 、 应 用 较 广 的 方 法 进 行 了 对 比 分 析 ， 指 出 了 它 们 各 自 的 优 缺 点 及 应 用 范 围 。 提 出 了 基 于 单 位 功 率 因 数 (UPF)控 制 和 组 合 变 流 器 相 移 SPWM两 种 控 制 策 略 ， 并 进 行 了 仿 真 验 证 。 关键词： 单 周 控 制 ； 变 结 构 控 制 ； 单 位 功 率 因 数 控 制 ； 组 合 变 流 器 相 移 SPWM 1 引 言 近 年 来 ， 随 着 电 力 电 子 技 术 的 发 展 ， 电 力 电 子 装 置 的 应 用 越 来 越 广 ， 它 所 产 生 的 谐 波 和 无 功 功 率 给 电 网 带 来 的 各 种 危 害 也 越 来 越 大 。 为 了 抑 制 高 次 谐 波 和 补 偿 无 功 功 率 ， 近 几 年 出 现 了 许 多 新 型 的 无 功 补 偿 装 置 和 有 源 滤 波 系 统 。 这 些 装 置 虽 然 各 有 不 同 ， 但 有 一 点 是 共 同 的 ， 即 要 求 准 确 快 速 地 检 测 出 谐 波 和 无 功 功 率 ， 从 而 实 现 快 速 补 偿 。 有 源 电 力 滤 波 器 （ APF） 的 关 键 技 术 之 一 就 是 逆 变 器 的 PWM技 术 ， 目 前 常 用 的 PWM技 术 有 ： 1） 基 于 正 弦 波 对 三 角 波 调 制 的 SPWM技 术 ； 2） 基 于 消 除 特 定 次 数 谐 波 的 HEPWM技 术 ； 3） 基 于 电 流 滞 环 跟 踪 控 制 的 PWM技 术 。 第 一 种 方 法 适 用 于 模 拟 系 统 ， 在 微 机 控 制 系 统 中 很 少 采 用 ； 第 二 种 方 法 需 要 预 先 计 算 出 要 消 除 的 若 干 次 指 定 谐 波 ， 在 负 载 经 常 变 化 的 情 况 下 ， 跟 随 特 性 难 以 保 证 ； 第 三 种 方 法 比 较 适 合 微 机 控 制 ， 其 原 理 为 实 时 检 测 逆 变 器 的 输 出 、 并 与 跟 踪 目 标 进 行 比 较 ， 当 偏 差 超 出 允 许 的 边 带 时 ， 控 制 器 动 作 ， 使 偏 差 减 小 。 一 般 来 说 ， 波 形 质 量 ， 开 关 损 耗 ， 电 压 利 用 率 等 是 衡 量 PWM方 法 的 几 个 重 要 指 标 ， 随 着 现 代 大 功 率 器 件 开 关 频 率 的 不 断 提 高 ， 波 形 质 量 问 题 己 得 到 了 较 好 的 解 决 ， 而 开 关 损 耗 问 题 却 日 益 严 重 ， 以 电 路 拓 扑 改 进 为 代 表 的 软 开 关 技 术 在 解 决 开 关 损 耗 问 题 的 同 时 也 带 来 电 路 结 构 复 杂 化 的 问 题 ， 对 复 杂 电 路 尤 其 如 此 。 所 以 ， 如 何 从 PWM控 制 方 法 的 优 化 上 减 小 开 关 损 耗 ， 是 一 个 值 得 探 讨 的 问 题 。 针 对 APF的 控 制 ， 相 关 文 献 提 出 了 各 种 控 制 方 法 ， 如 正 弦 三 角 波 调 制 ， 代 价 函 数 最 小 PWM法 和 空 间 矢 量 PWM法 、 单 周 控 制 、 无 差 拍 控 制 、 变 结 构 控 制 等 。 这 里 简 单 介 绍 几 种 较 好 、 较 新 的 控 制 方 法 。 2 各 种 控 制 策 略 综 述 2. 1 空 间 矢 量 最 优 控 制 空 间 电 压 矢 量 法 (SVPWM)也 叫 磁 通 正 弦PWM法 。 它 以 三 相 对 称 正 弦 波 电 压 供 电 时 交 流 电 动 机 的 理 想 磁 通 圆 为 基 淮 ， 用 逆 变 器 不 同 的 开 关 模 式 所 产 生 实 际 磁 通 去 迫 近 基 准 圆 磁 通 。 由 它 们 的 比 较 结 果 决 定 逆 变 器 的 开 关 ， 形 成 PWM波 形 。 此 法 从 电 动 机 的 角 度 出 发 ， 把 逆 变 器 和 电 机 看 作 一 个 整 体 ， 使 电 机 获 得 幅 值 恒 定 的 圆 形 磁 场 。 通 过 控 制 磁 通 或 电 压 矢 量 导 通 时 间 ， 用 尽 可 能 多 的 多 边 形 磁 通 去 逼 近 正 弦 磁 通 。 具 体 方 法 又 分 为 磁 通 开 环 式 和 磁 通 闭 环 式 。 磁 通 开 环 法 用 两 个 非 零 矢 量 和 一 个 零 矢 量 合 成 一 个 等 效 的 电 压 矢 量 ， 若 采 样 时 间 足 够 小 ， 可 合 成 任 意 电 压 矢 量 。 此 法 输 出 电 压 正 弦 波 调 制 时 提 高 l5％ ， 谐 波 电 流 有 效 值 之 和 接 近 最 小 。 磁 通 闭 环 式 引 入 磁 通 反 馈 ， 控 制 磁 通 的 大 小 和 变 化 的 速 度 。 在 比 较 估 算 磁 通 和 给 定 磁 通 后 ， 根 据 误 差 决 定 产 生 下 一 个 电 压 矢 量 ， 形 成 PWM波 形 。 这 种 方 法 克 服 了 磁 通 开 环 法 的 不 足 ， 解 决 了 电 机 低 速 时 ， 定 子 电 阻 影 响 大 的 问 题 ， 减 小 了 电 机 的 脉 动 和 噪 音 。 有 的 学 者 提 出 一 种 应 用 于 新 型 三 电 平 PWM高 频 整 流 系 统 的 电 压 空 间 矢 量 PWM调 制 控 制 方 式 [1]， 使 得 系 统 不 仅 能 控 制 有 功 功 率 的 传 输 ， 而 且 能 提 供 无 功 功 率 的 吞 吐 。 它 不 仅 优 化 开 关 矢 量 ， 降 低 开 关 频 率 ， 提 高 直 流 侧 电 压 利 用 率 ， 减 小 AC侧 输 入 电 流 的 总 谐 波 畸 变 率 ， 而 且 在 中 点 电 位 控 制 方 面 也 易 于 实 现 。 将 开 关 矢 量 划 分 为 4类 ： 小 开 关 矢 量 ， 零 开 关 矢 量 ， 中 开 关 矢 量 ， 大 开 关 矢 量 （ 见 图 1） 。 开 关 矢 量 选 择 及 优 化 的 原 则 如 下 ： 1) 为 了 优 化 开 关 频 率 ， 开 关 矢 量 选 择 应 该 是 每 次 开 关 矢 量 变 化 时 ， 只 有 一 个 开 关 函 数 变 动 ， 而 且 变 动 值 循 环 ； 2) 在 一 个 开 关 周 期 中 ， 开 关 矢 量 的 选 择 是 对 称 的 ； 3) 零 矢 量 或 等 效 零 矢 量 的 作 用 时 间 是 等 分 分 配 的 ； 4) 考 虑 正 开 关 矢 量 和 负 开 关 矢 量 的 协 调 作 用 来 平 衡 中 点 电 位 的 浮 动 。 基 于 电 压 矢 量 的 控 制 方 法 本 身 就 有 较 高 的 直 流 电 压 利 用 率 和 控 制 精 度 ， 利 用 该 方 法 能 方 便 地 判 定 参 考 电 压 矢 量 所 在 区 域 ， 从 而 应 用 最 优 电 压 矢 量 进 行 控 制 ， 使 得 SVPWM性 能 进 一 步 提 高 。 2． 2 滞 环 电 流 控 制 滞 环 电 流 控 制 是 一 种 简 单 的 Bang� bang控 制 ， 它 集 电 流 控 制 与 PWM于 一 体 。 实 际 电 流 与 指 令 电 流 的 上 、 下 限 相 比 较 ， 交 点 作 为 开 关 点 。 指 令 电 流 的 上 、 下 限 形 成 一 个 滞 环 。 滞 环 电 流 控 制 具 有 以 下 特 点 ： 1） 滞 环 电 流 控 制 是 基 于 电 流 暂 态 的 控 制 ， 具 有 动 态 响 应 速 度 快 、 鲁 棒 性 好 的 优 点 ； 2） 滞 环 电 流 控 制 本 质 是 一 种 隐 含 载 波 的 变 频 SPWM调 制 方 式 ， 在 三 相 高 功 率 因 数 整 流 器 中 ， 滞 环 控 制 的 隐 含 载 波 频 率 随 电 网 电 压 做 周 期 性 变 化 ， 变 化 频 率 为 工 频 的 2倍 ； 3） 滞 环 电 流 控 制 输 出 频 谱 范 围 宽 ， 滤 波 较 困 难 ， 谐 波 能 量 均 匀 分 布 在 较 宽 的 频 带 范 围 内 。 该 方 法 将 指 令 电 流 值 与 实 际 补 偿 电 流 的 差 值 输 入 到 具 有 滞 环 特 性 的 比 较 器 中 ， 然 后 用 比 较 器 的 输 出 来 控 制 逆 变 器 的 开 关 器 件 。 与 三 角 载 波 控 制 方 式 相 比 ， 该 方 法 开 关 损 耗 小 ， 动 态 响 应 快 。 但 是 ， 该 方 法 使 开 关 频 率 变 化 较 大 ， 容 易 引 起 脉 冲 电 流 和 开 关 噪 声 。 后 来 ， 为 限 定 开 关 频 率 的 最 大 值 而 提 出 了 变 滞 环 带 宽 的 改 进 算 法 ， 这 必 将 影 响 响 应 速 度 和 补 偿 电 流 跟 踪 精 度 。 为 了 解 决 滞 环 电 流 控 制 变 频 的 缺 点 ， 仍 有 不 少 学 者 在 探 索 改 进 的 方 案 ， 比 如 ： 限 制 最 高 开 关 频 率 ， 通 过 改 变 滞 环 宽 度 实 现 恒 频 控 制 等 。 目 前 应 用 于 有 源 滤 波 器 的 电 流 控 制 方 法 一 般 有 两 类 ， 即 滞 环 电 流 控 制 方 法 和 三 角 波 电 流 控 制 方 法 。 前 者 精 度 较 高 且 响 应 快 ， 但 开 关 频 率 可 能 波 动 很 大 ， 后 者 开 关 频 率 恒 定 ， 装 置 安 全 性 较 高 ， 但 响 应 较 慢 ， 精 度 较 低 。 而 基 于 电 压 矢 量 的 控 制 方 法 有 较 高 的 直 流 电 压 利 用 率 和 控 制 精 度 。 为 解 决 既 能 保 持 恒 定 的 开 关 频 率 ， 有 较 高 的 直 流 电 压 利 用 率 ， 又 能 同 时 提 高 有 源 滤 波 器 性 能 和 效 率 的 难 题 ，有 人 提 出 一 种 新 的 基 于 优 化 电 压 矢 量 的 有 源 滤 波 器 定 频 滞 环 电 流 控 制 方 法 [2]。 它 的 主 要 原 理 是 保 持 一 相 开 关 合 于 下 臂 不 动 ， 用 其 余 两 相 开 关 去 独 立 控 制 相 应 的 相 间 电 流 ， 并 不 需 要 估 计 阻 抗 参 数 ， 便 能 实 现 两 相 解 耦 ， 进 而 在 传 统 的 滞 环 控 制 中 实 现 了 开 关 定 频 。 该 方 法 的 特 点 ， 一 是 能 快 速 正 确 判 定 参 考 电 压 矢 量 的 区 域 ， 从 而 选 择 优 化 电 压 矢 量 去 控 制 电 流 ， 二 是 可 选 择 逆 变 器 中 的 两 个 适 当 的 开 关 去 独 立 控 制 相 应 的 两 个 相 间 电 流 ， 不 需 估 计 阻 抗 值 即 可 实 现 开 关 定 频 化 。 在 达 到 较 高 的 控 制 精 度 、 保 证 较 高 的 输 出 电 压 的 同 时 ， 还 实 现 了 开 关 的 定 频 化 ， 从 而 使 有 源 滤 波 器 的 综 合 性 能 有 明 显 提 高 。 2. 3 单 周 控 制 单 周 控 制 法 ， 又 称 积 分 复 位 控 制 （ Integration Reset Control， 简 称 IRC） 作 为 一 种 非 线 性 控 制 法 ， 最 早 由 美 国 学 者 Keyue 和 S1obodan Cuk提 出 。 该 技 术 同 时 具 有 调 制 和 控 制 的 双 重 性 ， 通 过 复 位 开 关 、 积 分 器 、 触 发 电 路 、 比 较 器 达 到 跟 踪 指 令 信 号 的 目 的 。 单 周 控 制 器 由 控 制 器 、 比 较 器 、 积 分 器 及 时 钟 组 成 ， 其 中 控 制 器 可 以 是 RS触 发 器 ， 其 控 制 原 理 如 图 2所 示 。 图 2中 ， K可 以 是 任 何 物 理 开 关 ， 也 可 是 其 它 可 转 化 为 开 关 变 量 形 式 的 抽 象 信 号 。 单 周 控 制 法 作 为 一 种 新 型 非 线 性 控 制 技 术 ， 它 可 应 用 于 PWM控 制 、 软 开 关 等 。 这 种 方 法 的 基 本 思 想 是 控 制 开 关 占 空 比 ， 在 每 个 周 期 内 强 迫 开 关 变 量 的 平 均 值 与 控 制 参 考 量 相 等 或 成 比 例 。 单 周 控 制 在 控 制 电 路 中 不 需 要 误 差 综 合 ， 它 能 在 一 个 周 期 内 自 动 消 除 稳 态 、 瞬 态 误 差 ， 前 一 周 期 的 误 差 不 会 带 到 下 一 周 期 ， 因 此 ， 克 服 了 传 统 的 PWM控 制 方 法 的 不 足 ， 适 用 于 各 种 脉 宽 调 制 软 开 关 等 开 关 逆 变 器 ， 具 有 反 应 快 、 开 关 频 率 恒 定 、 鲁 棒 性 强 、 易 于 实 现 、 控 制 电 路 简 单 等 优 点 ， 此 外 ， 单 周 控 制 还 能 优 化 系 统 响 应 、 减 小 畸 变 和 抑 制 电 源 干 扰 ， 是 一 种 很 有 前 途 的 控 制 方 法 。 在 DC/DC变 换 器 中 已 经 得 到 充 分 的 研 究 。 作 为 一 种 调 制 方 式 ， 该 技 术 最 近 在 向 三 相 变 流 器 方 面 ， 如 电 流 型 PFC、 电 压 型 APF探 索 。 IRC具 有 电 路 简 单 可 靠 、 控 制 效 果 好 的 优 点 、 不 仅 具 有 重 要 的 理 论 意 义 ， 而 且 也 具 有 很 好 的 工 程 应 用 价 值 。 2. 4 变 结 构 控 制 [3][5] 目 前 ， 混 合 型 电 力 滤 波 器 （ HAPF） 是 一 种 效 率 较 高 ， 应 用 极 为 广 泛 的 APF。 其 中 ， 无 源 滤 波 器 对 负 载 的 谐 波 电 流 进 行 滤 波 ， 并 提 供 一 定 的 基 波 无 功 补 偿 ； 而 有 源 滤 波 器 则 起 改 善 无 源 滤 波 器 特 性 的 作 用 。 因 而 ， 以 非 常 小 容 量 的 有 源 滤 波 器 ， 就 可 以 弥 补 无 源 滤 波 器 特 性 的 一 些 固 有 缺 陷 。 这 样 既 可 以 改 善 无 源 滤 波 器 的 滤 波 效 果 ， 防 止 其 与 电 网 之 间 发 生 谐 振 ， 又 避 免 了 并 联 有 源 滤 波 器 的 谐 波 电 流 注 入 并 联 的 无 源 滤 波 器 形 成 谐 波 短 路 的 现 象 ， 提 高 了 有 源 滤 波 器 的 有 限 容 量 的 利 用 率 。 而 HAPF的 控 制 策 略 ， 大 多 以 上 世 纪 80年 代 初 H． Akagi等 人 提 出 的 瞬 时 无 功 理 论 为 基 础 。 通 过 对 电 力 系 统 中 无 功 和 谐 波 电 流 的 检 测 计 算 来 实 现 无 功 功 率 和 谐 波 电 流 的 补 偿 。 不 仅 计 算 、 控 制 复 杂 ， 而 且 由 于 未 对 期 望 的 电 源 电 流 实 现 闭 环 跟 踪 控 制 ， 测 量 和 计 算 误 差 得 不 到 补 偿 ， 影 响 了 其 补 偿 性 能 的 提 高 。 变 结 构 控 制 (Variable Structure Control， 简 称 VSC)理 论 ， 对 系 统 的 变 化 和 外 部 干 扰 不 敏 感 ， 具 有 很 强 的 鲁 棒 性 ， 文 献 [4]应 用 VSC理 论 ， 在 建 立 空 间 矢 量 数 学 模 型 的 基 础 上 ， 推 出 一 种 混 合 型 电 力 滤 波 器 的 变 结 构 控 制 方 法 ， 避 免 了 较 复 杂 的 谐 波 电 流 计 算 ， 实 现 了 对 电 源 电 流 和 电 容 电 压 的 闭 环 控 制 ， 具 有 良 好 的 控 制 性 能 ， 是 一 种 简 单 有 效 且 易 于 实 现 的 方 法 。 2. 5 无 差 拍 控 制 [5][6] 无 差 拍 控 制 （ Dead Beat Control， 简 称 DBC） 是 一 种 全 数 字 化 的 控 制 技 术 ， 其 基 本 思 想 是 将 输 出 参 数 波 形 等 间 隔 地 划 分 为 若 干 个 取 样 周 期 。 根 据 电 路 在 每 一 取 样 周 期 的 起 始 值 ， 预 测 在 关 于 取 样 周 期 中 心 对 称 的 方 波 脉 冲 作 用 下 某 电 路 变 量 在 取 样 周 期 末 尾 时 的 值 。 适 当 控 制 方 波 脉 冲 的 极 性 与 宽 度 ， 就 能 使 输 出 波 形 与 要 求 的 参 数 波 形 重 合 。 不 断 调 整 每 一 取 样 周 期 内 方 波 脉 冲 的 极 性 与 宽 度 ， 就 能 获 得 谐 波 失 真 小 的 输 出 。 其 优 点 是 动 态 响 应 很 快 ， 易 于 计 算 机 执 行 。 无 差 拍 控 制 逆 变 器 也 存 在 如 下 诸 多 缺 点 ： 1） 对 系 统 参 数 依 赖 性 较 大 ； 2） 鲁 俸 性 较 差 ； 3） 瞬 态 响 应 的 超 调 量 大 ； 4） 计 算 的 实 时 性 强 ， 对 硬 件 要 求 高 。 为 克 服 DBC的 以 上 种 种 不 足 ， 国 内 外 学 者 做 了 一 些 大 胆 尝 试 。 文 献 [7]中 提 出 了 一 种 带 负 载 电 流 观 测 器 的 DBC， 假 定 负 载 电 流 变 化 率 在 采 样 间 隔 保 持 不 变 ， 用 两 个 二 阶 观 测 器 分 别 观 测 状 态 变 量 （ 通 常 为 输 出 电 压 和 滤 波 电 感 电 流 ） 和 负 载 电 流 ， 提 高 了 对 不 同 负 载 性 质 的 适 应 性 。 随 着 数 字 信 号 处 理 单 片 机 (DSP)应 用 的 不 断 普 及 ， 这 是 一 种 很 有 前 途 的 控 制 方 法 。 在 APF中 ， 跟 踪 参 考 信 号 的 控 制 方 法 是 决 定 有 源 滤 波 器 补 偿 质 量 的 关 键 。 因 为 ， 只 有 求 得 补 偿 信 号 参 考 值 后 ， 才 能 通 过 反 馈 环 节 和 控 制 变 流 器 的 开 关 元 件 使 变 流 器 产 生 与 参 考 信 号 相 等 的 实 际 信 号 。 文 献 [8]表 明 ： 用 基 于 DBC的 APF变 流 器 的 输 出 可 以 很 好 地 跟 踪 参 考 谐 波 电 压 信 号 ， 使 负 载 端 的 电 压 波 形 接 近 于 正 弦 波 ， 这 种 APF即 使 在 开 关 频 率 比 较 低 的 情 况 下 也 有 着 良 好 的 动 静 态 响 应 。 2. 6 基 于 单 位 功 率 因 数 (UPF)的 控 制 策 略 该 控 制 策 略 的 目 的 是 使 非 线 性 负 载 和 滤 波 器 的 并 联 等 效 为 一 电 阻 性 负 载 。 假 设 电 网 电 压 无 畸 变 傅 里 叶 展 开 为 如 加 上 滤 波 器 后 负 载 侧 的 输 入 阻 抗 呈 电 阻 性 则 补 偿 后 的 网 侧 电 流 可 表 示 为 式 中 ： k为 复 合 非 线 性 负 载 和 滤 波 器 的 组 合 电 导 。 电 网 电 流 是 与 电 网 电 压 同 频 同 相 的 正 弦 波 且 没 有 谐 波 成 分 ， 功 率 因 数 为 1（ 单 位 功 率 因 数 ） 。 为 验 证 本 文 所 提 的 基 于 单 位 功 率 因 数 控 制 策 略 ， 利 用 Matlab构 造 图 3所 示 的 实 验 电 路 ， 相 应 参 数 见 表 1， 结 果 见 图 4， 图 5及 图 6。 2. 7 组 合 变 流 器 相 移 SPWM 有 源 滤 波 和 无 功 补 偿 装 置 要 求 具 有 良 好 的 调 节 性 能 和 足 够 的 输 出 功 率 ， 以 提 供 电 流 的 超 前 和 滞 后 补 偿 ， 同 时 要 求 系 统 具 有 足 够 的 频 带 宽 度 以 达 到 消 除 高 次 谐 波 的 目 的 。 为 了 实 现 对 无 功 电 流 和 高 次 谐 波 电 流 的 有 效 补 偿 ， 需 要 开 关 器 件 工 作 在 较 高 的 频 率 下 。 但 大 功 率 正 弦 波 脉 宽 调 制 （ SPWM） 变 流 器 开 关 频 率 会 受 限 制 ， 原 因 为 1） 大 功 率 半 导 体 器 件 的 开 关 频 率 较 低 ； 2） 高 的 开 关 频 率 会 导 致 较 大 的 开 关 损 耗 ， 降 低 系 统 效 率 。 而 多 重 化 的 功 率 变 换 器 调 节 性 能 较 差 ， 不 能 完 全 满 足 现 代 电 网 的 要 求 。 为 此 ， 由 本 文 作 者 之 一 和 加 拿 大 . Ooi教 授 共 同 提 出 [9]了 组 合 变 流 器 相 移 SPWM技 术 。 相 移 SPWM技 术 的 基 本 思 想 是 ： 在 变 流 器 单 元 数 为 Lx的 电 压 型 SPWM组 合 装置 中 ， 各 变 流 器 单 元 采 用 共 同 的 调 制 波 信 号 sm， 其 频 率 为 fm。 各 变 流 器 单 元 的 三 角 载 波 频 率 为 fc， 将 各 三 角 载 波 的 相 位 相 互 错 开 三 角 载 波 周 期 的 1/Lx， 如 图 7(a)所 示 (变 流 器 单 元 数 Lx=5， SPWM频 率 调 制 比 fc/fm=3， 幅 度 调 制 比 ma=)。 图 7(b)所 示 的 Lx个 波 形 分 别 为 Lx个 变 流 器 单 元 的 输 出 ， 上 述 Lx个 变 流 器 单 元 交 流 输 出 叠 加 形 成 整 个 组 合 变 流 器 的 输 出 波 形 ， 如 图 7(c)所 示 。 对 输 出 进 行 频 谱 分 析 ， 变 流 器 单 元 之 一 的 输 出 波 形 频 谱 如 图 7(d)所 示 ， 叠 加 后 整 个 组 合 变 流 器 输 出 波 形 频 谱 如 图 7(e)。 比 较 图 7(d)和 图 7(e)可 见 各 变 流 器 单 元 输 出 叠 加 后 形 成 的 组 合 变 流 器 总 输 出 波 形 中 谐 波 得 到 了 有 效 的 抑 制 。 该 技 术 的 实 质 是 多 重 化 和 PWM技 术 的 有 机 结 合 ， 能 够 在 低 开 关 频 率 下 实 现 大 功 率 变 流 器 SPWM技 术 ， 而 且 显 著 地 减 少 了 输 出 谐 波 ， 改 善 了 输 出 波 形 ， 从 而 减 少 滤 波 器 的 容 量 。 同 时 ， 相 移 SPWM变 流 器 具 有 良 好 的 动 态 响 应 和 较 高 的 传 输 频 带 ， 使 得 许 多 先 进 的 控 制 手 段 得 以 应 用 ， 控 制 性 能 得 以 提 高 。 电 流 型 变 流 器 由 于 具 有 直 接 提 供 电 流 ， 运 行 可 靠 ， 保 护 简 单 等 优 点 ， 而 在 许 多 大 功 率 场 合 得 到 应 用 。 例 如 ： 电 网 有 源 补 偿 装 置 ， 如 果 采 用 电 流 型 相 移 SPWM技 术 可 以 达 到 结 构 简 单 ， 控 制 特 性 好 ， 响 应 快 ， 频 带 宽 ， 消 除 谐 波 能 力 强 等 优 点 。 文 献 [10]中 应 用 于 SVG和 SMES的 这 项 技 术 称 为 相 移 SPWM。 这 就 解 决 了 大 功 率 装 置 与 器 件 开 关 频 率 较 低 的 矛 盾 ， 可 使 GTO等 特 大 功 率 器 件 组 成 的 变 流 器 用 于 APF装 置 。 因 此 ， 这 种 技 术 在 APF等 大 功 率 场 合 中 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 。 3 结 语 本 文 提 及 的 几 种 比 较 新 颖 的 APF控 制 策 略 。 在 电 压 矢 量 基 础 上 实 行 滞 环 电 流 控 制 可 在 同 样 的 控 制 精 度 下 ， 有 效 地 降 低 开 关 频 率 ， 减 小 APF的 开 关 损 耗 ； 单 周 控 制 在 一 个 周 期 内 消 除 稳 态 、 瞬 态 误 差 ， 具 有 反 应 快 、 抗 电 源 干 扰 、 控 制 电 路 简 单 等 优 点 ， 是 一 种 很 有 前 途 的 控 制 方 法 ； 变 结 构 控 制 对 系 统 的 变 化 和 外 部 干 扰 不 敏 感 ， 具 有 很 强 的 鲁 棒 性 ； 无 差 拍 控 制 是 一 种 全 数 字 化 的 控 制 技 术 。 有 关 APF的 控 制 策 略 正 随 着 DSP技 术 和 智 能 控 制 理 论 的 发 展 而 不 断 涌 现 。 随 着 控 制 策 略 的 改 进 ， APF的 特 性 也 将 不 断 提 高 ， 而 相 应 的 价 格 也 必 将 下 降 。 参 考 文 献 [1] 高 景 德 ． 电 机 过 渡 过 程 的 基 本 理 论 及 分 析 方 法 (上 、下 册 )[M].北 京 :科 学 出 版 社 ， 1983． [2] Malesani L.,Mattavelli P.,Tomasin P.. High� performance Hysteresis Modulation Technique for Active Filters[J].IEEE Trans. on PE,1997,12(5):876－ 884. [3] Casini D., Marchesoni M., et al. Sliding Mode Multilevel Control for Improved Performances in Power Conditioning Systems[J].IEEE PE,1995,10(4):453－ 463. [4] 童 梅 .一 种 混 合 型 电 力 滤 波 器 的 变 结 构 控 制 [J]. 电 工技 术 学 报 ,2002， (17)1:59－ 63. [5] , L. Malesani, and P. Mattavelli. Dead beat Current Control for Active Power[C].in Proc. IECON′ 98, Aachen, Germany, 1998:1859－ 1864. [6] Gokhale A..Dead Beat Microprocessor Control of PWM Inverter for Sinusoidal Output Waveform Synthesis[J].IEEE (5):901－ 910. [7] Yokoyama T. and Kawamura A..Disturbance Observer Based Fully Digital Controlled PWM Inverter for CVCF Opeeration[J]. IEEE Trans. on PE,1994,9(5):473－ 480. [8] 李 玉 梅 ， 马 伟 明 .无 差 拍 控 制 在 串 联 电 力 有 源 滤 波器 中 的 应 用 [J].电 力 系 统 自 动 化 ,2001， 25（ 8） ： 28－ 30. [9] Zhong� chao Zhang, . Ooi. Multi� modular Current Source SPWM Converter for SMES[J]. IEEE trans. PE, 1993,8(3): 250－ 256. [10] Zhang Ooi Commutated HVDC and SVC Based on Phase� shifted Multi converter Modules[J]. IEEE Trans. on PE, 1993,8(4):712－ 715. 电源技术应用

另一方面来看，至少我们学到了很多的知识，丰富了论文内容，这样在以后写其他论文的时候就会比这一次更好，投稿的时候就会更加顺利，审核的时间也会更快。我学姐推荐的北京译顶科技那边做的不错，你可以考虑一下。你可以加速去知道了解下

进入二十一世纪以来,我国的电力发展取得了举世瞩目的成就,为我国的经济社会发展作出了重大贡献,这得益于电力技术的快速发展。下文是我为大家搜集整理的关于电力技术论文参考的内容，欢迎大家阅读参考!电力技术论文参考篇1 浅析电力技术监督管理 摘要 电力企业的技术监督管理作为电力企业管理中的重要组成部分，对整个企业技术监督的发展以及企业管理的发展都有着重要的影响作用。笔者联系我国电力技术监督管理的发展现状，结合自身工作经验，对电力技术监督管理的问题进行论述，主要突出电力技术监督管理的对策，更好促进电力企业的发展。 关键词 电力企业;技术监督;管理创新 技术监督作为企业生产中的重要组成部分，是企业管理中不可忽视的内容。作为国家重要战略资源管理的电力企业，其技术监督管理更是面临着更高的要求。电力企业一直坚决执行国家的相关管理方针和政策，贯彻电力行业的相关规定，不断建立和完善企业技术监督管理体系，注重企业技术监督管理工作人员综合素质的提高，尽力完善企业技术监督管理综合评价体系，确保企业技术监督管理的全面健康发展。在我国社会不断发展进步的背景下，电力企业面临着节能减排的高效要求，因此，电力技术监督管理工作也要求电力技术向着更低能耗的方向发展。立足于这样的趋势下，笔者作为一名电力企业工作人员，更加体会到技术监督管理的创新要求，因此，下面将对电力技术监督管理进行系统论述，主要突出其创新内容。 1 电力企业技术监督管理工作的发展现状 在我国社会不断发展进步的趋势下，我国电力行业的发展取得了一定的成绩，也还存在一定的缺陷，下面，笔者将对我国电力企业技术监督管理的现状进行论述。 电力企业不断重视企业技术监督管理工作 电力企业作为生产电能的重要产业，其生产出来的产品质量和安全系数都是备受关注的问题。在国家不断加强管理，社会不断加强监督的趋势下，电力企业也更加注重企业技术监督管理的发展了。在电力企业不断重视技术监督管理发展的背景下，企业技术监督管理得到很快发展。 电力企业的安全生产和经济效益相适应 安全生产与企业的经济效益是相互制约、相互影响的，只有在安全生产的前提下才能实现企业的经济效益，也只有确保了企业的经济效益，才能为企业安全生产提供有效保障。企业技术监督管理是保证企业安全生产的重要手段之一，在企业技术监督管理不断发展的条件下，企业的安全生产也得到了长足进步，使得企业的安全生产与经济效益得到平衡。 电力行业之间的技术监督得到协调发展 在社会不断发展的条件下，电力行业与其他行业之间的联系也不断密切了，因此，电力行业的技术监督不仅仅是电力行业自身的工作，也是电力行业与其他行业之间一起面临的工作。在电力技术监督不断发展的趋势下，电力行业与其他行业之间的技术监督也更加联系密切，并且促进了与其他行业之间的技术监督协调发展。 2 如何促进电力技术监督管理工作的发展 不断建立和完善企业技术监督管理体系 由于条件的限制，很多电力企业的技术监督管理体系还在不断探索建立和完善过程中，还没有形成完善的技术监督管理体系，因此，不断建立和完善电力企业技术监督管理体系是尤为重要的。笔者在认真调查的基础上，联系自身工作经验认为，电力技术监督管理可以建立起包括技术监督三级网络和技术监督管理部门以及技术监督深化扩展的技术研究部门的管理体系。其中，技术监督三级网络可以由电力企业的专业技术监督工作团队来担任;而电力技术监督管理部门可以由电力企业的发电运营部、项目管理部和技术监督管理的归口部门来承担，主要任务是理清三级技术监督网络的工作内容和范围，根据国家的相关规定和监督管理标准监督企业技术监督管理工作的开展，保证企业技术监督管理目标的有效实现;技术监督的研究部门主要有企业的研究部门来承担工作任务。 制度适合企业自身的技术监督标准，确保企业技术监督管理按标准进行 任何企业的技术监督管理工作都应该有相应的标准来严格要求管理工作，所以电力企业也不例外，作为国家的重要战略资源，电力的技术监督管理更是应该按照具体的标准来保证工作的顺利进行，因此，笔者提倡电力企业建立适合企业自身的技术监督管理标准。电力企业技术监督管理标准应该对发电公司的技术监督工作进行全面的界定，划清技术部门的各项职责和权限，并对企业技术监督进行全面合理的评价，确保企业技术监督管理目标的实现。 推动电力技术监督管理的信息化发展 在全球信息化不断发展的趋势下，众多企业技术监督管理都向着信息化迈进，为应对时代发展的趋势，电力企业技术监督管理也应该向着信息化发展，不断推动技术监督管理的规范化、信息化体系建设。企业根据自身发展的现状，结合企业技术监督管理模式，在企业实行按照级别管理的责任制，实现数据的有效及时管理和资源的共享。在企业技术监督管理目标指导下，促进企业技术监督信息发布平台的建设，为企业技术监督管理提供更加科学合理的支持。笔者认为电力企业的技术监督管理信息系统可以分为两个层级，即电力公司的技术监督管理信息系统以及发电公司的技术监督管理信息系统。两个层级的主要工作任务各有不同，电力公司的技术监督管理主要是对结果进行管理，而发电公司的技术监督管理则主要是完成对过程进行管理。 3 结论 在我国不断强化和谐发展战略的趋势下，电力企业也面临着更艰巨的挑战，要向着更加节能环保的方向发展。电力技术监督管理在电力企业中发挥着重要的作用，对电力企业的管理有着深刻的影响作用。笔者在文中论述了电力企业技术监督管理的发展现状，并结合自身工作经验提出了促进电力技术监督管理发展的对策。 参考文献 [1]肖云莲，王敏.做好电力技术监督的措施[J].云南电力技术，2006(1). [2]洪波，魏杰.用信息化手段建立新型电力技术监督管理体系[J].云南电业，2007(7). [3]胡青波.电力技术监督现状与发展的思考[J].天津电力技术，2004(1). 电力技术论文参考篇2 浅论电力滤波技术 【摘要】本文以电力滤波器的基本原理为分析对象，并对电力滤波技能的运用进行了阐述，最后对电力滤波器技能的发展进行了探讨。 【关键词】电力，滤波技术，探究 一、前言 电力滤波技术管理工作的主要任务是运用科学的方法建立技术管理体系，完善电力滤波技术，卓有成效地开展技术工作。 二、电力滤波器的基本原理 一般来说，谐波是沟通体系中的概念，而纹波是关于直流体系来讲的，二者有差异，更有联系。沟通滤波，是期望滤除工频(基波)重量以外的一切谐波重量，确保电源的正弦性。沟通体系的电流畸变首要是由非线性负载导致的。而直流滤波，是期望滤除负载中直流重量以外的一切纹(谐)波重量，这些纹(谐)波重量首要是由直流电(压)源(一般是由沟通电源整流取得)中的纹波电压重量在负载中导致的。而经过傅里叶剖析可知，直流体系中的纹波重量也是由各次谐波重量构成的。在这个意义上讲，沟通体系和直流体系中按捺谐波的意图是相同的:按捺不期望在电源或负载中出现的谐波重量。直流有源电力滤波器(DCAPF)与沟通有源电力滤波器，也即是咱们一般所说的有源电力滤波器(APF)，都是选用自动的而不是被迫的办法或手法去吸收或消除谐(纹)波。因而直流有源电力滤波器和沟通有源电力滤波器的作业原理是相同或相近的。可是，因为效果的目标不相同，直流有源电力滤波器也有本身的特点。 三、电力滤波技能的运用 1、PPF的运用 到当前为止，高压大功率谐波管理范畴最首要的滤波办法仍然是无源电力滤波器。PPF选用LC单调谐滤波器或许高通滤波器，电感、电容接受的电压等级比电力电子开关要高得多，并且抵偿容量也要比APF大得多，因而，在高压大功率的运用场合，PPF得到了广泛运用。 2、APF的运用 依照APF的容量和运用规模可将有源滤波器分为小功率运用体系和中等功率运用体系以及大功率运用体系三大类。小功率运用体系首要是指额定功率低于100 kVA的体系，首要运用于负载和电机驱动体系。在这类运用中，一般选用技能领先的动态有源滤波器，如开关频率较高的PWM电压型逆变器或电流型逆变器，其呼应时刻相应来说一般很短，从十几微秒到毫秒。小功率的谐波管理体系运用对比灵敏，能够选用单相有源滤波器，也能够选用三相电力滤波器。当运用于单相电力体系时，选用单相有源滤波器，并且很简单经过改动电路布局完结不相同的抵偿意图。电力电子器材难以接受几百千伏的超高压，即使是最领先的半导体器材也只能接受几千伏，因而，和中等功率运用相同，因为缺少大功率高频电力器材，完结大功率的体系动态逆变器很不经济，也就约束了有源逆变器在大功率体系中的运用。有人提出选用多重化技能和相序脉宽调制技能，来处理功率和开关频率的矛盾，这是一个极好的主意，可是很难完结，并且性价比也很低。 四、电力滤波器技能的发展 1、电力滤波器的接入拓扑 电力滤波器的接入拓扑的基本方式为并联型APF和串联型APF ，并联型滤波器首要用于理性电流源型负载的抵偿，它也是工业上已投入运转最多的一种计划，但因为电源电压直接加在逆变桥上，因而对开关元件的电压等级需求较高。为战胜单独运用时面对的缺点，并联型APF常常与PF混合运用。 2、谐波检测技能 电力滤波器的抵偿效果在很大程度上依赖于能否检测到真实反映欲抵偿的谐波重量的参考信号。因而，电力滤波器规划中的关键技能之一即是找到一种可由负载电流中精确地获取谐波重量的幅值和相位的算法。这种检测办法的速度也是需要考量的重要要素。一般，谐波的检测获取技能可分为直接法和间接法两种。 (一)、基干傅立叶改换的检测办法 选用傅立叶改换(FFT)对电网电流进行核算，得到电网电流中的谐波重量。它是一种纯频域的剖析办法，其长处是能够恣意挑选拟消除的谐波次数，可是核算量大，具有较长的时刻延迟，实时性较差。 (二)、瞬时无功功率法 此办法的实时性较好，但因为检测时选用了数字低通滤波器，因而检测出的成果会有必定的延时。瞬时无功功率理论是当前电力滤波器中选用最多的一种谐波检测办法。 (三)、依据自适应的检测办法 依据自适应搅扰抵消原理，具检测精度高和对电网电压畸变及电网参数改变不灵敏的长处，但动态呼应速度较慢。其改善办法包含用神经网络完结的自适应检测法。检测精度和实时性是判断谐波检测办法的重要指标，各种检测办法都有其长处，但也都存在局限性。跟着各种谐波检测办法的不断改善，以及新的检测办法。 3、电力滤波器的电流盯梢操控战略 当精确地检测出电网中的谐波电流后，怎么操控APF主电路，使APF输出电流盯梢谐波电流改变，是电流盯梢操控战略所需完结的作业。因为谐波电流具有时变和高改变率的特点，这就需求APF电流操控器具有较快动态呼应功能和较高的操控精度，电流操控器的稳定性也是必需要思考的要素。 4、主电路布局及参数规划 当前，电力滤波器主电路首要选用PWM变流器的方式，当选用单个变流器不能满意体系容量需求时，能够选用多重化或多电平的主电路布局方式。 (一)、单个PWM变流器的主电路 布局依据主电路直流侧储能元件的不相同，能够分为电压型和电流型两种。电压型PWM变流器直流侧电容损耗较小，适宜构成大容量电力滤，也是当前干流的PWM布局。实践规划中，储能电容和接入电感的巨细对APF设备的本钱和功能有很大的影响。 (二)、多重化主电路布局方式 多重化布局是经过将多个PWM变流器串联或并联的办法，以完结运用较低开关频率，较小容量的开关器材。 (三)、多电平主电路布局方式 经过添加电力电子器材，规划多电平主电路拓扑布局，将变流器的输出由传统的两电平输出变为多电平输出。其长处是开关频率低，开关器材所接受的电压应力小，因为不运用变压器和电抗器，体积减小而功率进步。多电平主电路操控办法较为杂乱，是当前研讨和运用的方向。 (四)、参数规划 因为APF布局多样，抵偿的谐波源也多种多样，对APF的容量和谐波抵偿的功能指标也有不相同的需求。当前，关于APF主电路各项参数的规划没有一致的理论，参数的挑选过程为:首要依据被抵偿的谐波源挑选主电路布局方式。 (五)、电力滤波技能的研讨方向 怎么经过对谐波理论的进一步研讨，找出非常好的谐波检测算法是进步APF功能的有用手法;优化体系操控战略:寻求非常好的操控战略，如依据体系能量平衡的操控战略，到达对输出电流/电压的精确操控;优化电路规划:改善抵偿功能，操控体系本钱，如多电平主电路布局的研讨。这些研讨的首要意图是进步体系运转的功率，进一步削减抵偿设备的制造本钱和损耗，进步设备的可靠性和易用性，并完结一机多用。 五、结束语 电力滤波技术管理在施工生产中呈面极其重要的地位，我们不仅要努力做好各项工作，还要与其它方面协调一致、相辅相成。从而使技术工作不断得到完善和提高，为工程项目的顺利实施提供可靠的技术保障。 参考文献 [1]粟梅.矩阵变换器――异步电动机高性能调速系统控制策略研究[D].长沙:中南大学信息科学与工程学院， 2005. [2]谭甜源，罗安，唐欣，等.大功率并联混合型有源电力滤波器的研制[J]中国电机工程学报，2004 [3]姜齐荣，谢小荣，陈建业.电力系统并联补偿――结构、.原理、控制与应用[M]北京:机械工业出版社，2004. 猜你喜欢： 1. 电力技术论文范文 2. 电力技术毕业论文范文 3. 浅谈电力技术论文 4. 有关电力行业技术论文 5. 电力电气论文参考