有源电力滤波器谐波补偿控制策略的研究

论文摘要

近年来,随着非线性负载特别是大量电力电子器件在厂矿、交通、通讯以及家用电器中的广泛应用,在给电能的交换和应用带来方便的同时,也对电网产生了严重的污染,如谐波、无功和电压波动等问题。由于用户对供电可靠性和电能质量要求越来越高,无源滤波器已不能满足要求,性能更加优越的有源滤波器便越来越受到人们的重视。本文介绍了有源电力滤波器的工作原理及其分类,分析了几种常用的谐波检测方法和补偿电流控制策略,并使用MATLAB/SIMULINK软件进行了仿真。最终选择了基于瞬时无功功率理论的ip- iq谐波检测方法检测谐波电流,采用三角波比较控制的策略控制补偿电流的产生。本文以已完成的一套30kVA有源电力滤波器样机系统为基础进行研究,该样机系统控制核心为TMS320F2812 DSP。在此样机系统基础上,本文重新设计了采样电路,完善了EXB841驱动的保护电路,对直流侧电压的控制环节进行了改进,根据所选的谐波电流检测方法和补偿电流控制策略重新编写了相应的软件程序。并制成一套100kVA的有源电力滤波器样机系统,进行了样机的整机运行试验,并对所获得的数据信息进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1-1 引言
• §1-2 谐波的来源、危害及其治理
• 1-2-1 谐波的来源
• 1-2-2 谐波的危害
• 1-2-3 谐波的治理
• §1-3 有源电力滤波器的工作原理及分类
• 1-3-1 有源电力滤波器的工作原理
• 1-3-2 有源电力滤波器的分类
• §1-4 国内外研究现状
• 1-4-1 国外现状
• 1-4-2 国内现状
• §1-5 研究内容
• 第二章 有源电力滤波器谐波电流的检测方法及其仿真
• §2-1 各种谐波电流检测方法的原理
• 2-1-1 模拟滤波器法
• 2-1-2 基于Fryze 时域分析的有功分离法
• 2-1-3 基于傅里叶分析的检测方法
• 2-1-4 基于瞬时无功功率理论的检测方法
• 2-1-5 自适应检测法
• §2-2 基于瞬时无功功率理论的运算方式
• 2-2-1 基于瞬时无功功率理论的p-q 运算方式
• p-i_q 运算方式'>2-2-2 基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q运算方式
• 2-2-3 基于瞬时无功功率理论的dq 运算方式
• §2-3 基于瞬时无功功率理论运算方式的仿真
• 2-3-1 p-q 运算方式的仿真及结果
• p-i_q 运算方式的仿真及结果'>2-3-2 i_p-i_q运算方式的仿真及结果
• 第三章 有源电力滤波器谐波补偿的控制方法及其仿真
• §3-1 有源电力滤波器谐波补偿控制方法的工作原理
• 3-1-1 三角波比较法
• 3-1-2 瞬时值滞环比较法
• 3-1-3 空间矢量脉宽调制控制法（SVPWM）
• 3-1-4 单周控制法
• 3-1-5 无差拍控制法
• §3-2 有源电力滤波器谐波补偿控制方法的仿真
• 3-2-1 三角波比较法仿真
• 3-2-2 瞬时值滞环比较法仿真
• 3-2-3 空间矢量脉宽调制控制法仿真
• 第四章 有源电力滤波器主电路参数的确定及软件设计
• §4-1 有源电力滤波器主电路参数的确定
• 4-1-1 主电路类型的选择
• 4-1-2 直流侧电压的控制及其电压值的确定
• 4-1-3 直流侧电容值的选择
• 4-1-4 交流侧电感值的选择
• 4-1-5 功率器件的选择
• §4-2 有源电力滤波器软件的设计
• 4-2-1 CCS 软件环境
• 4-2-2 程序设计
• 第五章 有源电力滤波器硬件电路及试验
• §5-1 有源电力滤波器DSP 开发板的简介
• 5-1-1 ADC 模块
• 5-1-2 PWM 模块
• §5-2 有源电力滤波器调理电路
• §5-3 有源电力滤波器电压过零检测电路
• §5-4 有源电力滤波器锁相环
• §5-5 有源电力滤波器光耦板
• §5-6 有源电力滤波器驱动板
• §5-7 有源电力滤波器谐波电流检测试验
• §5-8 有源电力滤波器补偿电流检测试验
• §5-9 有源电力滤波器不同直流侧电压下补偿试验
• §5-10 有源电力滤波器直流侧充电试验
• §5-11 有源电力滤波器试验分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附件
• 致谢