【摘 要】
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如何提高高压无源滤波器的性能是当前谐波治理研究领域的重点和目标，且其主要途径都是将有源滤波器与无源滤波器相结合。本文研究了一种基于单调谐滤波器结构与采用调谐控制策
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如何提高高压无源滤波器的性能是当前谐波治理研究领域的重点和目标，且其主要途径都是将有源滤波器与无源滤波器相结合。本文研究了一种基于单调谐滤波器结构与采用调谐控制策略有源滤波器有机结合而成的调谐控制型混合电力滤波器----有源调谐型混合电力滤波器，着重对该滤波器的控制策略、失谐度检测、谐波过电流防护等方面进行了研究，旨在为该滤波器的开发实践提供完整的理论依据和切实的技术支撑。 本研究主要内容包括：⑴提出了一种以消除滤波器失谐为控制目标的混合滤波器分相、分次有源调谐控制策略。建立系统等值电路和数学模型，分析混合滤波器基本滤波机理，探讨了基于混合滤波器谐波电流定向的APF谐波补偿电流的生成方法。该控制策略的基本特征在于控制信号均取自于系统本身，而不依赖传统混合滤波器控制所需的电源电流或负载电流，极大地扩展了混合滤波器的应用范围，尤其适用于含分布式电源和分布式负荷的微电网的谐波治理。此外，基于调谐控制策略的混合滤波器还可以实现单条无源滤波支路对预先选定的多次谐波同时补偿，这既简化了调谐滤波装置的结构，又避免了多条无源滤波支路的相互配合和制约问题。⑵提出了一种调谐滤波器失谐度的无盲区检测方法。建立失谐度与滤波电抗器谐波电压、滤波电容器谐波电压之间的数学关系式，研究了滤波电抗器品质因数(或滤波电抗器的等值电阻)对失谐度检测精度的影响及其对策。该检测方法的基本特征在于不再需要检测理想滤波情况下谐波分量趋于零的滤波系统母线电压，而是采用滤波电抗器与滤波电容器的谐波电压之差来反映滤波器的失谐度，因而有效解决了失谐度检测盲区问题，提高了检测精度和稳定性。⑶提出了一种谐波过电流柔性保护功能的控制策略，分析了有源调谐控制策略与谐波过电流柔性保护控制策略的高度统一性，进而研究了一种谐波限流保护与调谐控制的融合实现方法。当滤波器发生谐波过电流时，滤波器通过主动失谐来限制谐波电流，在谐波过电流消失后又可自动恢复到之前的良好调谐状态，保障了滤波器在不出现谐波过电流的前提下最大程度地提供谐波抑制和无功补偿功能。⑷针对有源调谐型混合滤波装置中的有源滤波器，分析了有源调谐型混合滤波器中APF直流电压控制机理，提出了一种基于电网电压定向的直流电压控制方法。建立了有源调谐混合滤波系统的控制模型，分析了系统稳定性，并分别对调谐控制器、谐波过电流柔性保护控制器及直流电压控制器中的调节器参数进行了优化设计。
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