楼宇配电系统谐波抑制方法的研究

论文摘要

随着楼宇自动化程度的提高，楼宇自动化电子设备日益增多，它们向楼宇配电系统注入大量零序谐波电流，尤以三次谐波分量为主。零序谐波导致三相四线制配电系统中性线电流过大，带来了事故隐患和经济损失。在中性线装设串联调谐型零序谐波滤波器是抑制零序谐波的有效措施之一，但串联调谐型滤波器存在失谐问题，并在中性线引入一定的基波阻抗，不利于单相设备的运行和保护。针对上述问题，本文提出了基于有源电抗器的连续自动调谐型零序谐波滤波器，有效解决了失谐和基波阻抗的影响。提出了基于磁通补偿原理的有源电抗器的分频独立调控原理，建立了基于磁通补偿原理的有源电抗器的仿真模型，仿真结果表明，通过调节补偿电流的谐波分量可以相应地独立调控有源电抗器的谐波阻抗。在此基础上，进一步建立了具有连续自动调谐功能的三次谐波滤波器的仿真系统，对三种不同的负荷工作状态下的仿真结果表明，基于有源电抗器的零序谐波滤波器能够抑制三次谐波电流并补偿基波电抗，并自动适应滤波元件参数的变化。开发了基于DSP系统的三次自动谐波滤波器的实验装置，设计了装置单元电路以及单次谐波电流检测方法，编制了控制算法程序，针对三种不同的负荷工作情况进行了实验。实验结果表明，自动调谐控制系统有效地提高了三次谐波调谐滤波器的滤波效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 楼宇配电系统谐波的特点及危害
• 1.1.1 楼宇配电系统中谐波的特点
• 1.1.2 零序谐波的危害
• 1.2 零序谐波的抑制方法
• 1.2.1 并联型无源滤波器
• 1.2.2 并联型有源滤波器
• 1.2.3 有源滤波器与无源滤波器串联使用
• 1.2.4 中性线串联滤波器
• 1.3 本文主要工作
• 2 零序谐波抑制技术及其改进
• 2.1 楼宇配电系统中谐波源的特性
• 2.2 零序谐波调谐滤波器的工作原理
• 2.2.1 零序谐波调谐滤波器的工作原理
• 2.2.2 调谐滤波器的缺点
• 2.3 零序谐波调谐滤波器的改进方案
• 2.4 基于磁通补偿原理有源电抗器的控制
• 2.4.1 有源电抗器谐波感抗调节原理
• 2.4.2 有源电抗器的感抗分频调控仿真
• 2.5 基于有源电抗器的零序谐波滤波器的控制系统
• 2.6 小结
• 3 三次谐波滤波器的仿真研究
• 3.1 仿真环境
• 3.2 三次谐波滤波器仿真模型的建立
• 3.3 三次谐波滤波器在不同工况下的仿真
• 3.4 小结
• 4 基于DSP的三次谐波滤波器的设计与实现
• 4.1 基于DSP的三次谐波滤波器控制系统设计
• 4.1.1 基于DSP的三次谐波滤波器控制系统结构
• 4.1.2 控制器芯片的选择
• 4.1.3 信号调理、同步与采样电路
• 4.1.4 单次谐波信号检测单元
• 4.1.5 补偿电流发生单元
• 4.2 系统的软件设计
• 4.3 三次谐波滤波器系统实验及结果
• 4.3.1 实验系统结构及参数
• 4.3.2 实验结果
• 4.4 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在校学习期间发表论文情况