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基于DSP的有源电力滤波器控制策略的研究及实验

作　者: 洪捷
导　师: 廖冬初
学　校: 湖北工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 有源电力滤波器瞬时功率理论电流滞环空间矢量 MATLAB仿真
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 75次
引　用: 1次
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内容摘要

随着电力电子产品的广泛应用，电网谐波问题日益严重，谐波治理方案已成为一个研究热点。有源电力滤波器在谐波补偿方面效果显著，能够实时的并一次性补偿基波频率以外的所有频率范围内的谐波成份。本文从谐波危害电网用户用电安全的实际问题出发，阐述了电力系统的谐波问题和国内外的应对方案，并通过对各种谐波补偿方案的比较，最终决定采用有源电力滤波器作为谐波抑制手段。首先，笔者重点研究了三相三线制电压并联型有源电力滤波器的原理和拓扑结构，采用基于瞬时功率理论的ip-iq法作为谐波检测算法，并对该算法做了详细的分析和推导。本文讨论了一种将电流滞环与空间矢量相结合的开关控制策略，在能够有效减小开关频率的前提下提高电流的补偿精度。然后，在MATLAB平台上搭建了系统的仿真模型，对该设计方案的谐波检测算法、开关控制策略和系统的稳定性做了仿真实验。仿真结果表明了该设计方案的可行性和有效性。最后，利用软件仿真分析所获得的实验参数，在实验室搭建了一个基于TMS320LF2407A控制系统的电压并联型有源电力滤波器的低压模拟系统。并对该硬件系统的各个模块进行了实物调试和结果分析，调试结果表明硬件系统达到设计要求，能够正常运行。最后编写了系统的软件程序，还处于程序调试阶段。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章引言  8-16
  1.1 电力系统中的谐波问题  8-9
  1.2 电力系统谐波的治理方法  9-11
  1.3 有源电力滤波器的发展历史  11-13
  1.4 有源电力滤波器的研究趋势  13-14
  1.5 本文研究内容  14-16
第2章有源电力滤波器的原理和拓扑结构  16-24
  2.1 有源电力滤波器的基本原理  16-18
  2.2 有源电力滤波器的分类及拓扑结构  18-23
    2.2.1 按接入电网的方式分类  19-20
    2.2.2 按 PWM 变流器主电路的拓扑结构分  20-23
  2.3 小结  23-24
第3章谐波检测算法和控制策略  24-42
  3.1 谐波检测算法  24-31
    3.1.1 传统功率理论在谐波检测中的不足  24-26
    3.1.2 瞬时功率理论在谐波检测中的优势  26-29
    3.1.3 ip-iq 法  29-31
  3.2 有源电力滤波器常用的控制策略  31-32
  3.3 电流滞环与空间矢量相结合的控制策略  32-41
    3.3.1 定时电流滞环控制优缺点  33-36
    3.3.2 电流滞环在空间矢量控制策略上的实现  36-41
  3.4 小结  41-42
第4章电压并联型 APF 系统的 MATLAB 仿真  42-54
  4.1 电压并联型 APF 的仿真建模  42-46
    4.1.1 电压并联型 APF 的系统模型  42-43
    4.1.2 电压并联型 APF 的谐波检测模块  43-44
    4.1.3 电压并联型 APF 的控制算法模块  44-46
  4.2 仿真结果与分析  46-53
  4.3 小结  53-54
第5章并联型 APF 系统的设计与调试  54-74
  5.1 硬件系统的设计  55-66
    5.1.1 基于 TMS320LF2407A 的控制电路  55-57
    5.1.2 系统的主要参数  57-58
    5.1.3 信号采集电路  58-62
    5.1.4 主电路  62-66
  5.2 软件系统的设计  66-71
    5.2.1 主程序流程  67-69
    5.2.2 中断子程序流程  69-71
  5.3 实验结果  71-73
  5.4 小结  73-74
第6章总结  74-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
附录  79

基于DSP的有源电力滤波器控制策略的研究及实验

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