基于空間電壓矢量控制的三相并聯(lián)型有源電力濾波器研究.pdf

1、本課題隸屬于高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助課題“電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)的研究”，課題編號(hào)為20101402120004。電力電子裝置的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重，電能質(zhì)量降低，甚至引起故障和事故。傳統(tǒng)無(wú)源濾波器方案只能濾除某些特定次諧波，對(duì)電網(wǎng)阻抗和元件參數(shù)依賴性高。與之相比，有源電力濾波器APF能動(dòng)態(tài)補(bǔ)償諧波及無(wú)功功率，檢測(cè)精度高、抗干擾性好、響應(yīng)速度快，成為解決諧波污染的最有效方法。
　　本文對(duì)諧波檢測(cè)及電流跟蹤控制方法進(jìn)行分

2、析，設(shè)計(jì)三相三線制并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)的硬件電路及軟件程序。具體內(nèi)容有:
　　介紹諧波危害及治理技術(shù)，APF類型、原理及發(fā)展。
　　研究基于單位功率因數(shù)UPF的諧波檢測(cè)算法，引入鎖相環(huán)用來(lái)抑制電壓畸變對(duì)指令電流計(jì)算的影響，采用移動(dòng)窗積分法實(shí)現(xiàn)低通濾波器以提高諧波檢測(cè)速率，通過(guò)PI調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電容電壓的穩(wěn)定。
　　電流跟蹤控制采用帶重復(fù)預(yù)測(cè)的空間矢量脈沖調(diào)制SVPWM策略，實(shí)現(xiàn)無(wú)差拍控制，提高補(bǔ)償電流跟蹤控制的實(shí)時(shí)

3、性。分析主電路開關(guān)管的死區(qū)時(shí)間及死區(qū)效應(yīng)，并從矢量合成的角度實(shí)現(xiàn)死區(qū)補(bǔ)償。
　　建立有源電力濾波器仿真模型，選取電路參數(shù)，包括APF容量、交流側(cè)接口電感、直流側(cè)電容電壓、直流側(cè)電容。分別在負(fù)載穩(wěn)定、負(fù)載突變、電源畸變情況下進(jìn)行仿真，結(jié)果表明基于UPF諧波檢測(cè)和SVPWM電流跟蹤控制的APF可以使電網(wǎng)諧波含量降低到國(guó)標(biāo)要求范圍內(nèi)。
　　搭建有源電力濾波器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)諧波電流檢測(cè)與指令電流跟蹤所需硬件電路，隔離放大PWM信號(hào)的

4、驅(qū)動(dòng)電路，以及相應(yīng)的保護(hù)電路。編寫軟件程序，初始化F2812內(nèi)部系統(tǒng)硬件資源，循環(huán)執(zhí)行鍵盤掃描與處理程序，在中斷中執(zhí)行諧波指令電流計(jì)算、PWM脈沖生成以及保護(hù)等程序。
　　在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行采樣調(diào)理實(shí)驗(yàn)、過(guò)零檢測(cè)與鎖相倍頻實(shí)驗(yàn)、采樣值與實(shí)際值之間的數(shù)據(jù)擬合實(shí)驗(yàn)以及諧波補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)，并對(duì)軟硬件進(jìn)行優(yōu)化配置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該有源電力濾波器系統(tǒng)能夠補(bǔ)償電網(wǎng)主要次諧波，基于單位功率因數(shù)的諧波檢測(cè)法與空間電壓矢量跟蹤控制方式在APF中應(yīng)用的可行性得