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混合有源电力滤波器在电铁谐波抑制中的应用与仿真研究
| 论文题名： | 混合有源电力滤波器在电铁谐波抑制中的应用与仿真研究 |
| 关键词： | 电气化铁道;并联混合型有源滤波器;谐波抑制;谐波检测 |
| 摘要： | 论文以电气化铁道交-直型电力机车为研究对象，采用并联混合型有源电力滤波器对其产生的谐波进行治理。主要工作是谐波检测算法的研究选取及控制系统的仿真分析，该研究工作对于电铁谐波抑制具有一定的参考价值。 论文首先分析电气化铁路谐波的治理现状，并就交.直型电力机车(SS4改进型电力机车)建模，给出机车在一定工况下的谐波特点。分析有源电力滤波器的拓扑结构，通过比较串联、并联和混合型有源滤波器的拓扑特点，针对电力机车电流源型谐波源特性，设计并联混合型有源电力滤波器(PHAPF)的拓扑结构，系统由有源电力滤波器(APF)经耦合变压器串联无源电力滤波器(PF)接入牵引供电网。有源电力滤波器能克服无源电力滤波器滤波能力不足，可能发生谐振等缺点能有效的抑制谐波，并给出了基于最小电容安装法的混合电力滤波器主电路参数模型。 论文详细讨论了基于瞬时无功理论的谐波电流检测方法。着重分析ip-iq谐波电流检测法和改进型的ip-iq谐波电流检测法，并将两种算法仿真比较得到适合本系统的电流检测算法。在此基础上，分析并联混合型有源电力滤波器的控制方式，理论上对比分析检测网侧谐波电流控制方式和检测负载侧谐波电流控制方式的控制特性，并选取检测负载侧电流控制方式，能实现对电力机车谐波的理想补偿。控制量由递推PI算法产生，采用滞缓电流跟踪控制产生触发脉冲，针对直流侧电容电压波动的问题，设计了电容电压控制器以维持直流侧电压的恒定。 在Matlab/Simulink环境下对方案进行仿真验证，分别仿真分析了补偿前、PF单独作用和PHAPF作用下的网侧电流。结果很好的验证了本文谐波检测算法和控制系统的正确性、精确性和实时性，控制系统具有良好的鲁棒性和较快的动态响应。验证了本文设计的并联混合型有源电力滤波器具有良好的滤波能力，满足电气化铁道谐波抑制的需要。 |
| 作者： | 杜浪 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 郭世明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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