微電網(wǎng)分布式電能質(zhì)量檢測及諧波抑制技術(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、準(zhǔn)確的檢測，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)時檢測和組網(wǎng)復(fù)雜的問題，設(shè)計和研究了三通道的電能質(zhì)量檢測裝置。另一方面針對電能質(zhì)量影響較大

2、的諧波，設(shè)計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)量檢測系統(tǒng)的實(shí)際需求和國家制定的檢測標(biāo)準(zhǔn)要求，通過分析、比較、設(shè)計，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)量檢測儀來實(shí)現(xiàn)分布式微網(wǎng)電能質(zhì)量的多點(diǎn)檢測。
　　(2)在確定總體的設(shè)計方案之后，結(jié)合當(dāng)前廣泛應(yīng)用的嵌入式和現(xiàn)場總線

3、技術(shù)，將其引入到電能質(zhì)量檢測裝置中，進(jìn)行硬件的整體結(jié)構(gòu)布局的設(shè)計:包括數(shù)據(jù)采集模塊、SD卡數(shù)據(jù)存儲模塊、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，采樣芯片外圍電路設(shè)計，信號調(diào)理電路的設(shè)計等，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量參數(shù)的采集。
　　(3)在設(shè)計完硬件電路之后，進(jìn)行了電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計:以mplab為開發(fā)工具設(shè)計了下位機(jī)的主模塊，SD卡模塊的驅(qū)動程序，串口通信模塊，以及數(shù)據(jù)的通信協(xié)議模塊驅(qū)動程序，并以Visual C

4、++為開發(fā)工具設(shè)計了電能質(zhì)量監(jiān)測系統(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)償措施的諧波檢測算法，電流跟蹤控制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了基于瞬時無功ip-iq的檢測諧波算法和滯環(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平臺下建立起了其濾波器各個模塊的的仿真模型以及參數(shù)的選擇。
　　(5)以電機(jī)作為測試

5、用的負(fù)載，對設(shè)計的電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗測試，并將測試的結(jié)果與FLUKE5000電能質(zhì)量檢測儀所測得的結(jié)果進(jìn)行了比較和分析，來驗證了該裝置設(shè)計的有效性和準(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態(tài)的無功補(bǔ)償，驗證了諧波檢測算法和滯環(huán)電