重復(fù)控制在諧波抑制與無(wú)功補(bǔ)償裝置中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著電網(wǎng)的不斷現(xiàn)代化和智能化，電力電子設(shè)備在電網(wǎng)運(yùn)行、輸電等方面占了很大的應(yīng)用領(lǐng)域，電子設(shè)備使電網(wǎng)的控制和優(yōu)化變得簡(jiǎn)單，但由于自身的非線性特性產(chǎn)生了大量的諧波電流，也消耗了無(wú)功功率。與此同時(shí)，在企業(yè)生產(chǎn)和人們生活中，非線性感性負(fù)載使用越來(lái)越多，如電動(dòng)機(jī)、電弧爐以及各種家用電器，都在消耗無(wú)功功率同時(shí)也產(chǎn)生了諧波。使電網(wǎng)的電流波形嚴(yán)重畸變，并且電網(wǎng)系統(tǒng)的功率因數(shù)降低，不符合國(guó)家對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的要求。有源電力濾波器(APF)是目前應(yīng)用和研究最

2、為廣泛的抑制諧波和補(bǔ)償無(wú)功電流的電力電子裝置，其性能可靠，控制方式靈活。
　　 本文以三相三線制的APF系統(tǒng)為研究對(duì)象，介紹了APF的結(jié)構(gòu)和原理，推導(dǎo)了其數(shù)學(xué)模型。在諧波和無(wú)功電流的檢測(cè)中采用了ip-iq檢測(cè)方法，該方法中低通濾波器的選擇會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大影響，本文采用二階的數(shù)字式巴特沃斯濾波器。在電流的跟蹤控制方法中，采用PI加重復(fù)控制器組成的復(fù)合控制器對(duì)指令電流進(jìn)行精確跟蹤，使系統(tǒng)能同時(shí)滿足動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性。
　　

3、 應(yīng)用MATLAB/SIMULINK仿真軟件搭建了系統(tǒng)的檢測(cè)電路、主電路和控制電路仿真模型，控制電路分別采用PI調(diào)節(jié)器和復(fù)合控制器，對(duì)比了負(fù)載穩(wěn)定和變化時(shí)的諧波補(bǔ)償效果，仿真結(jié)果表明，復(fù)合控制時(shí)系統(tǒng)有較高的補(bǔ)償精度，并且動(dòng)態(tài)性能與單獨(dú)PI調(diào)節(jié)器時(shí)相當(dāng);建立了諧波無(wú)功同時(shí)補(bǔ)償?shù)姆抡嫦到y(tǒng)，仿真波形、數(shù)據(jù)都表明APF在補(bǔ)償無(wú)功方面效果良好。
　　 為使APF系統(tǒng)實(shí)用化，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上搭建了APF的檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路、主電路以及故障保護(hù)等

4、硬件電路，指令電流的計(jì)算和控制方法實(shí)現(xiàn)是在DSP2812中完成，主電路采用智能功率模塊IPM(PM25RSK120)。編寫了整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的主程序以及各個(gè)功能模塊子程序，以硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)在CCS2.2中加以調(diào)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文所采用方法的可行性。
　　 最后在APF實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中單獨(dú)應(yīng)用了空間矢量脈寬調(diào)制法SVPWM，編寫了控制算法程序，并調(diào)試得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了該方法在APF中應(yīng)用的有效性，為以后進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)補(bǔ)償