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电网电能质量控制装置的研究与设计

作　者: 章振海
导　师: 汪玉凤
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 电机与电器
关键词: 检测控制算法 DFT滑窗迭代复合谐波电流控制算法谐波电源
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 78次
引　用: 1次
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内容摘要

在目前电网中,相对固定无源滤波器而言有源注入式滤波器(APF)被公认为是治理谐波的最有效的手段,但是其检测与控制方法在实践方面还不够完善。本文研制了完整的APF样机,在此样机上不仅可以验证本文所提出的检测控制算法,还可以方便地应用于其他APF检测控制算法上,从而方便算法更新和系统升级;针对目前APF系统尚未有完整的系统仿真的情况,本文设计了APF完整的系统仿真模型,并且仿真的代码可方便地移植到DSP中实现,相比单元化的局部算法仿真更具有完整性和精确性;在谐波检测上,本文比较了各种谐波检测方法,提出了一种基于坐标变换的离散傅里叶(DFT)滑窗迭代谐波电流检测算法,通过仿真和实验证明比其他算法具有检测速度快、跟随误差小的特点;在谐波电流补偿输出的控制算法上,在实际应用中谐波电流滞环比较的方法用的比较多,但是输出的谐波毛刺较大,IGBT开关频率高,对系统补偿反而不利,针对这种现象本文总结出了基于递推积分PI和离散滑模变结构控制的复合谐波电流控制算法,这样的算法降低了APF系统的开关毛刺,并且提高了系统的鲁棒性、抗干扰性和精确性。目前,谐波补偿装置的实际测试通常需要投入到现场运行才能验证其效果,不便于开发和改进。为此,设计一种在基波上可叠加任意次谐波的谐波电源来模拟实际中受污染的电网显得十分必要。本文还设计了这样的谐波电源,它可以产生任意次所需要的谐波电流作为APF的补偿对象,来验证APF的算法性能。这样大大地方便了APF样机研发,缩短了开发周期。本文最后介绍了实验室谐波抑制样机的设计与研发。设计了基于DSP(TMS320F2812)+CPLD(EPM3256ATC144)的注入式谐波补偿器的数字化控制系统。最后给出了实验室的样机设计照片和实验结果波形,有效验证了谐波检测与控制算法的正确性。

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