1、本論文以變電站的諧波治理為研究目標(biāo)，以本文提出的新型串聯(lián)諧振注入式混合有源濾波器SRITHAF(seriesresonantinjectiontypehybridactivefilter)的理論和工程應(yīng)用為主線，研究的主要內(nèi)容包括SRITHAF的拓撲結(jié)構(gòu)和原理、輸出濾波器的性能分析及參數(shù)優(yōu)化、緩沖電路的性能分析及參數(shù)優(yōu)化、電流跟蹤控制方法和工程實現(xiàn)等幾個方面。 針對變電站不僅需要治理諧波，同時需要提供一定容量的無功功率的要求，通

2、過對現(xiàn)有有源濾波器的分析，本論文提出了一種新型串聯(lián)諧振注入式混合有源濾波器SRITHAF。其原理是，SRITHAF的有源部分等效于在電網(wǎng)支路中串聯(lián)了一個諧波阻抗，該諧波阻抗對基波電流不起作用，而對諧波電流產(chǎn)生很大阻礙作用，迫使諧波電流流入無源濾波器，從而達到濾除諧波的目的。SRITHAF不僅能夠有效地濾除無源濾波器組諧振頻率的諧波電流，而且還可以對非無源濾波器組諧振頻率的諧波電流有一定的濾除能力。同時SRITHAF還充分利用了無源濾波器

3、的無功補償功能，在不增加有源部分容量的前提下，可以提供一定容量的無功功率。由于SRITHAF有源部分承受的電網(wǎng)基波電壓不大，也沒有基波電流流入，因此逆變器容量小，初期投資較小。此外，在電網(wǎng)阻抗變化和無源濾波器失諧的情況下SRITHAF仍具有良好的補償特性以及抑制系統(tǒng)串、并聯(lián)諧振的能力。 現(xiàn)有的輸出濾波器設(shè)計大多依賴工程經(jīng)驗選取，易導(dǎo)致逆變器的工作效率不高，進而影響系統(tǒng)補償能力的缺點。本文針對現(xiàn)有設(shè)計方法的缺點，提出了一種輸出濾波

4、器參數(shù)遺傳優(yōu)化設(shè)計的方法。該方法分析了輸出濾波器對大功率有源濾波系統(tǒng)濾波性能的影響，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮了輸出濾波器的輸出性能、濾波性能和功耗散熱等要求，建立了優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，然后利用遺傳算法進行尋優(yōu)獲得優(yōu)化參數(shù)。優(yōu)化后的輸出濾波器不僅能有效地濾除開關(guān)諧波，而且對逆變器輸出的補償諧波衰減很小，提高了逆變器的工作效率，進而增強了有源濾波器的補償能力，同時輸出濾波器的功耗較小。 在分析緩沖電路工作過程的基礎(chǔ)上，得到功率開關(guān)器件關(guān)

5、斷尖峰的理論計算公式，提出了基于模糊優(yōu)化算法的緩沖電路多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計方法。該方法較全面地考慮了關(guān)斷尖峰電壓、成本和市場上可供選擇的元器件型號等問題，以關(guān)斷尖峰電壓最小和成本最低為目標(biāo)，利用模糊優(yōu)化算法并行搜索最優(yōu)參數(shù)使得緩沖電路的綜合性能最佳。此外，優(yōu)化后的緩沖電路不需要緩沖二極管的串并聯(lián)來實現(xiàn)，便于工程應(yīng)用。 從有源濾波器輸出電流的跟蹤速度、跟蹤精度和開關(guān)諧波三個方面，對常用的幾種電流跟蹤控制方法進行了分析，指出了它們的優(yōu)缺點

6、，并提出了一種基于改進型單神經(jīng)元參數(shù)自調(diào)整的遞推積分PI控制方法。針對控制參考信號為周期量這一特征，本文提出了遞推積分PI控制算法，消除了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。并且提出了一種基于改進型單神經(jīng)元的參數(shù)自調(diào)整策略，利用模糊推理和自學(xué)習(xí)算法分時段在線調(diào)整控制器參數(shù)。這種調(diào)整策略將控制器參數(shù)看作由單神經(jīng)元的比例系數(shù)和加權(quán)系數(shù)兩部分組成，在誤差較大時采用模糊推理在線調(diào)整單神經(jīng)元的比例系數(shù)，用以提高系統(tǒng)的跟蹤速度，在誤差較小時采用自學(xué)習(xí)算法調(diào)整單神經(jīng)元的

7、加權(quán)系數(shù)，用以提高系統(tǒng)的魯棒性和自適應(yīng)能力。并且利用積分最小二乘指標(biāo)將系統(tǒng)模型降階，再根據(jù)Routh判據(jù)確定控制器參數(shù)的調(diào)整范圍，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，由于這種方法采用三角波脈寬調(diào)制方式，逆變器產(chǎn)生的開關(guān)諧波較容易濾除。 在對變電站諧波治理方法進行理論研究的基礎(chǔ)上，本論文最后提出了基于SRITHAF的濾波系統(tǒng)的工程實現(xiàn)方案。系統(tǒng)采用上、下位機結(jié)構(gòu)，電流跟蹤控制采用下位機(TMS320LF2407)實現(xiàn)；對電網(wǎng)和SRITHAF