微電網(wǎng)分布式電能質(zhì)量檢測(cè)及諧波抑制技術(shù)研究.pdf

1、隨著分布式微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，微電網(wǎng)中大量使用電力電子設(shè)備和用戶大量的非線性負(fù)載的接入，產(chǎn)生大量的諧波和電壓的畸變等電能質(zhì)量的問題，保證保障基本電能質(zhì)量是微網(wǎng)系統(tǒng)安全應(yīng)用的前提之一。解決電能質(zhì)量問題的前提是能夠?qū)﹄娔苜|(zhì)量進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)，以提供整改方案、加強(qiáng)防范措施。本文主要所研究的主要工作有方面，一方面是為了實(shí)現(xiàn)分布式微網(wǎng)的電能質(zhì)量的多點(diǎn)實(shí)時(shí)檢測(cè)和組網(wǎng)復(fù)雜的問題，設(shè)計(jì)和研究了三通道的電能質(zhì)量檢測(cè)裝置。另一方面針對(duì)電能質(zhì)量影響較大

2、的諧波，設(shè)計(jì)抑制諧波的濾波器和進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)臑V波器，并建立仿真模型，進(jìn)行仿真測(cè)試，本文所完成的具體的工作如下:
　　(1)通過閱讀大量的相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)國內(nèi)外分布式微網(wǎng)電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際需求和國家制定的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求，通過分析、比較、設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了以PIC系列單片機(jī)為處理器和ADE7880為采樣芯片的三通道電能質(zhì)量檢測(cè)儀來實(shí)現(xiàn)分布式微網(wǎng)電能質(zhì)量的多點(diǎn)檢測(cè)。
　　(2)在確定總體的設(shè)計(jì)方案之后，結(jié)合當(dāng)前廣泛應(yīng)用的嵌入式和現(xiàn)場(chǎng)總線

3、技術(shù)，將其引入到電能質(zhì)量檢測(cè)裝置中，進(jìn)行硬件的整體結(jié)構(gòu)布局的設(shè)計(jì):包括數(shù)據(jù)采集模塊、SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、I2C接口電路模塊，以及微處理器最小系統(tǒng)及外圍電路模塊的設(shè)計(jì)，采樣芯片外圍電路設(shè)計(jì)，信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量參數(shù)的采集。
　　(3)在設(shè)計(jì)完硬件電路之后，進(jìn)行了電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì):以mplab為開發(fā)工具設(shè)計(jì)了下位機(jī)的主模塊，SD卡模塊的驅(qū)動(dòng)程序，串口通信模塊，以及數(shù)據(jù)的通信協(xié)議模塊驅(qū)動(dòng)程序，并以Visual C

4、++為開發(fā)工具設(shè)計(jì)了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的上位機(jī)應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)了下位機(jī)裝置與上位機(jī)之間的RS-485通訊。
　　(4)比較現(xiàn)在目前各種諧波的抑制和無功補(bǔ)償措施的諧波檢測(cè)算法，電流跟蹤控制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了基于瞬時(shí)無功ip-iq的檢測(cè)諧波算法和滯環(huán)電流跟蹤控制的并聯(lián)有源濾波器來對(duì)諧波抑制和無功補(bǔ)償效果進(jìn)行仿真分析，在matlab的simulink平臺(tái)下建立起了其濾波器各個(gè)模塊的的仿真模型以及參數(shù)的選擇。
　　(5)以電機(jī)作為測(cè)試

5、用的負(fù)載，對(duì)設(shè)計(jì)的電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并將測(cè)試的結(jié)果與FLUKE5000電能質(zhì)量檢測(cè)儀所測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行了比較和分析，來驗(yàn)證了該裝置設(shè)計(jì)的有效性和準(zhǔn)確性。
　　(6)在三相非線性負(fù)載產(chǎn)生30％左右畸變率的諧波作為仿真測(cè)試條件來進(jìn)行仿真效果的分析，最后可得到在系統(tǒng)投入有源濾波器后三相的電流諧波的畸變減到2.6％左右，檢測(cè)出的基波的諧波畸變率的含量為1％左右，達(dá)到了較好的諧波抑制效果和動(dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償，驗(yàn)證了諧波檢測(cè)算法和滯環(huán)電