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混合有源电力滤波器广义谐波检测方法研究

混合有源电力滤波器广义谐波检测方法研究

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作者：曾欢悦湖南工业大学

学位级别：硕士

随着电网谐波、无功以及零负序等电能质量污染问题的日益严重，将它们整合为广义谐波进行综合治理具有重要的研究价值。在治理电能质量的电力电子装置中，混合有源电力滤波器具有颇高的性价比。而广义谐波检测效果是混合有源电力滤波器... 详细信息

随着电网谐波、无功以及零负序等电能质量污染问题的日益严重，将它们整合为广义谐波进行综合治理具有重要的研究价值。在治理电能质量的电力电子装置中，混合有源电力滤波器具有颇高的性价比。而广义谐波检测效果是混合有源电力滤波器进行治理的主要依据，因此本文旨在研究广义谐波的优化检测方法，以提高检测的准确性和实时性。首先，对混合有源电力滤波器的拓扑结构和分类进行了深入的研究，阐述了其四个主要功能模块的工作原理，为研究广义谐波检测方法奠定理论基础。其次，根据混合有源电力滤波器对检测效果的要求，分析了基于传统瞬时无功功率理论检测方法中的变换矩阵、锁相环及低通滤波器三个环节的工作局限性，为广义谐波优化检测方法的提出提供前提。再次，提出一种基于广义瞬时无功功率理论的广义谐波优化检测方法，其针对传统检测方法的工作局限性，做了三个方面的优化工作：一是将检测方法中的平面变换矩阵扩展至空间变换矩阵，提高矩阵变换的可靠性;二是在检测方法的锁相环节，提出了单相广义锁相环和三相广义锁相环的锁相方法，通过简单的逻辑运算和矩阵变换实现对电网电压的基波正序分量正余弦信号的同步提取，能提高相位锁定的成功率，改善检测方法的准确性;三是在检测方法的低通滤波环节，提出一种广义加权形态滤波器取代传统的低通滤波器，以数学形态学理论为基础，采用其四种最基本的运算法则，通过合理选择结构元素，构成主从开-闭、闭-开两种迭代滤波器，并结合自适应对消技术，将两种迭代滤波器的输出信号分别与广义锁相环锁定的基波正序电压正余弦信号进行加权组合，输出直流信号，以提高检测方法的实时性。最后，对传统检测方法和本文所提的优化检测进行仿真对比和实验研究，结果表明，在各种工况下的单相、三相系统中，本文所提出的广义谐波优化检测方法在响应速度和检测精度上都优于传统检测方法，验证了其有效性和可行性。

关键词：混合有源电力滤波器广义谐波检测广义锁相环数学形态学

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