面向冲击性负荷的有源型谐波治理技术研究开题报告

1. 研究目的与意义

在我国工业现代化快速发展步伐推动下，各项生产生活对电力供应的需求迅速增长及各类电力电子设备的广泛运用造成非线性负载的数量和容量日益增加，由此引发电力系统污染和故障问题日趋严重，于此同时电力用户及供电系统监管部门对电能质量的要求逐步提高，致使电力系统中存在的波形畸变、供电服务质量以及用电特性等存在的一系列问题受到广泛关注。

如何有效地治理谐波提高电能质量品质，对工农业产生和居民正常生活有显著地经济效益与社会效益，并且这也是科技工作者所要面临的迫在眉睫又有重要现实意义的课题。

早期应用于工业现场的谐波滤除与无功补偿装置主要是无源型的电力滤波器，其主要组成是由无源的电容器、电阻器、和电感构成的，为补偿支路的诸波电流提供--个低阻抗通路从而完成对某次特定谐波抑制并且在基波进行无功补偿。

2. 课题关键问题和重难点

关键性问题：文献提出了多电流受控并网逆变器在弱电网情况的等效分析电路，但由该等效电路得出的响应都是基于阻抗比形式，很难分析出并机数量很多情况时的稳定性；文献提出了几种阻尼策略以抑制失稳情况，但阻尼设计是针对弱电网下单机的情况，很难应用于多机系统的失稳情况。

另外有源滤波多机并联系统较多电流受控并网逆变器（如光伏或储能变流器多机并联）多了谐波控制环，两者之间的稳定性分析和控制有共性问题，也有特性问题。

文献进行了有源滤波多机并联系统稳定性分析，但是以控制系统框图形式进行分析，分析过程非常复杂，没有从本质上解释清楚决定有源滤波多机并联系统稳定性的本质，以及产生稳定性问题的所有情况。

3. 国内外研究现状（文献综述）

根据我国绿色、低碳发展的要求,电网谐波问题受到越来越多的关注。

有源电力滤波器(active power filter, apf)作为治理谐波的有效装置之一,逐渐趋于大规模工业应用。

工业界对大容量、高可靠性的apf需求日益增多。

4. 研究方案

四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）论证（不少于100字）1. 调研非线性冲击性负荷，建模研究负荷特性；2. 提出有源治理方案系统架构，对比现有方案；3. 学习并掌握现有apf谐波控制策略，进行matlab simulink仿真。

建立面向冲击性负荷的多模块并联补偿系统matlab/simulink仿真模型利用仿真软件matlab/simulink搭建面向冲击性负荷谐波治理的apf多机并联系统的仿真模型。

针对开闭环结合型并机方案、最优限幅策略、稳定性控制方法等进行验证，进一步优化所述控制策略。

5. 工作计划

五、工作计划（不少于300字）工作进度要求（按周次填写）： 11.16-12.6（9-11周） 阅读资料，了解非线性冲击负荷有源治理的原理和功能，准备开题报告12.7-12.27（12-14周） 完成英文资料翻译和开题报告，熟悉相关软件并进行matlab-simulink仿真12.28-1.24（15-18周） 根据调研不同种类非线性冲击负荷，进行负荷特性建模；2022.2.22-3.20（2022-2022第三学期1-4周） 完成有源滤波器控制方法设计3.21-4.17（5-8周） 在前期工作基础上研究针对冲击负荷的有源滤波器控制方法，设计控制策略，毕业设计中期检查4.18-5.8（9-11周） 结合软件仿真，验证设计有源滤波器制策略的有效性，并进行优化5.9-5.22（12-13周） 资料整理，撰写论文5.23-6.5（14-15周）修改论文 准备答辩