补偿最小谐波电流检测法研究及其有源电力滤波器实现

论文摘要

随着电力电子技术的迅速发展,交直流变流设备在工矿企业获得广泛的应用。这些非线性负荷设备在电能传递、交换、吸收过程中把部分基波能量转换成谐波能量,向电力系统注入大量的高次谐波,造成电力系统电压、电流波形畸变,使电能质量下降,对电力系统的安全、经济运行产生严重的危害和影响。论文首先介绍了电力系统谐波的基本概念、谐波产生的原因及其主要危害。在此基础上对国内外谐波抑制技术进行了分析,并对有源电力滤波器原理及其结构进行了综述。论文重点研究了基于瞬时无功功率理论的谐波电流实时检测方法,提出了一种单相电路补偿电流最小的谐波检测新方法,并进行了系统论证。根据此检测原理对硬件电路的具体实现进行了仿真和设计,并由此设计了单相有源电力滤波系统。结果表明基于此检测方法的有源电力滤波器具有较好的动态响应性能,能够实现有效的谐波电流补偿。论文在仿真基础上,提出了以DSP为控制器核心基于补偿电流最小谐波检测法的数字实现方案,对基于DSP的单相有源电力滤波器进行了硬、软件设计,并进行了系统调试。实验结果表明,此系统能有效、准确地检测并消除由非线性负载产生的谐波电流。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 谐波的基本概念
• 1.3 谐波的产生及危害
• 1.3.1 谐波的产生
• 1.3.2 谐波的危害
• 1.4 谐波研究现状及发展动向
• 1.5 谐波研究的意义
• 1.6 论文的主要研究内容和结构
• 第二章 谐波抑制技术及有源电力滤波器研究基础
• 2.1 引言
• 2.2 主动型谐波抑制方案
• 2.3 被动型谐波抑制方案
• 2.3.1 LC无源电力滤波装置
• 2.3.2 有源电力滤波装置
• 2.4 有源电力滤波器研究基础
• 2.4.1 有源电力滤波器分类
• 2.4.2 有源电力滤波器基本原理分析
• 2.4.3 有源电力滤波器主电路分析
• 2.5 小结
• 第三章 谐波电流实时检测方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 电力系统谐波检测的主要方法
• 3.3 基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法
• 3.3.1 瞬时无功功率理论
• 3.3.2 三相电路谐波和无功电流实时检测
• 3.4 单相谐波电流实时检测方法
• 3.5 补偿最小谐波电流检测方法
• 3.5.1 补偿电流最小检测原理
• 3.5.2 补偿电流最小谐波检测法
• 3.6 小结
• 第四章 补偿电流最小谐波检测方法的硬件电路实现
• 4.1 补偿电流最小谐波检测硬件电路的具体实现
• 4.2 仿真及实验结果分析
• 4.3 小结
• 第五章 基于补偿电流最小的单相有源电力滤波器
• 5.1 基于补偿电流最小单相有源电力滤波器设计
• 5.2 有源电力滤波器仿真系统
• 5.2.1 仿真系统介绍
• 5.2.2 单相有源电力滤波器系统仿真建摸
• 5.3 仿真结果
• 5.4 仿真分析及小结
• 第六章 基于DSP控制有源电力滤波器的实现
• 6.1 引言
• 6.2 TMS320LF2407A芯片及ICETEKLF2407A目标板简介
• 6.3 基于DSP的有源电力滤波器系统简介
• 6.4 系统硬件设计
• 6.4.1 复位和时钟电路设计
• 6.4.2 同步过零检测电路设计
• 6.4.3 A/D转换接口电路
• 6.4.4 PWM控制输出电路
• 6.4.5 直流侧电压的控制
• 6.5 基于DSP的系统控制算法及软件流程设计
• 6.5.1 主程序流程设计
• 6.5.2 锁相环模块设计
• 6.5.3 A/D采样及数据转换
• 6.5.4 中断控制
• 6.5.5 PWM数字控制算法原理
• 6.6 实验结果
• 6.7 分析及小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文