基于DSP的有源电力滤波器谐波检测和控制策略的研究

论文摘要

有源电力滤波器应用全控型器件实现动态的谐波抑制和无功补偿,能对变化谐波与无功进行快速补偿,并克服了传统无源滤波和无功补偿方法的缺点。本文研究了三相四线制系统中谐波和无功功率的统一补偿问题,并设计了一种基于DSP的并联型有源电力滤波器。本文采用基于瞬时无功功率理论的ip - iq谐波电流检测法,它不受电网电压畸变和不对称影响,实时性好。但常规的ip - iq检测法只适用于三相三线制系统,本文将ip - iq法进行了改进并将其应用于三相四线制系统。本文有源电力滤波器模型进行了MATLAB仿真,并在此基础上设计了电力有源滤波器控制系统。仿真和实验结果表明系统可以对谐波进行有效的补偿。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.1.1 谐波产生的原因及其危害
• 1.1.2 滤波技术
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 有源滤波的发展
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 有源电力滤波器的工作原理和拓扑结构
• 2.1 有源电力滤波器的工作原理
• 2.1.1 指令电流运算电路
• 2.1.2 电流跟踪控制电路
• 2.1.3 主电路
• 2.2 APF 的拓扑结构
• 2.2.1 串联型有源电力滤波器
• 2.2.2 并联型有源电力滤波器
• 2.2.3 混合型有源电力滤波器
• 2.2.3.1 APF 和 PF 并联后再并联接入电网方式
• 2.2.3.2 LC 谐振注入方式
• 2.2.3.3 APF 和 PPF 串联后再和电网并联方式
• 2.2.3.4 串联注入式以及 APF 和 PF 串联后再并联接入电网方式
• 2.2.3.5 串联型 APF 和并联型 PPF 混合使用方式
• 2.2.3.6 串联型 APF 和并联型 APF 混合使用方式
• 2.3 本章小结
• 第三章 谐波电流检测方法和模型仿真
• 3.1 谐波电流的检测方法
• 3.1.1 瞬时无功功率理论
• 3.1.2 三相三线制谐波电流实时检测方法
• 3.1.3 三相四线制系统谐波电流实时检测方法
• 3.2 主电路建模与仿真
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于 DSP 的有源滤波器的控制系统设计
• 4.1 基于DSP 并联型APF 的软件设计
• 4.1.1 TI 公司 CCS2.2 开发环境介绍
• 4.1.2 中央处理器-TMS320LF2407A
• 4.1.2.1 数字I/O 引脚
• 4.1.2.2 ADC 模块
• 4.1.2.3 PWM 模块
• 4.1.3 DSP 芯片的运算格式
• 4.1.4 主程序
• 4.1.4.1 指令电流计算
• 4.1.4.2 直流侧电压控制
• 4.1.4.3 PWM 脉冲输出
• 4.2 基于 DSP 并联型APF 的硬件设计
• 4.2.1 硬件电路设计
• 4.2.1.1 同步信号电路的设计
• 4.2.1.2 锁相倍频电路
• 4.2.1.3 PWM 脉宽调制电路
• 4.2.2 功率部分设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 APF 实验系统
• 5.1 试验系统
• 5.2 试验波形及结果
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况