三相四線制并聯(lián)型有源電力濾波器的研究與設計.pdf

1、隨著各種非線性電力電子裝置的廣泛應用，電力系統(tǒng)中的諧波和無功等電流污染問題日趨嚴重。有源電力濾波器(APF)作為一種動態(tài)抑制諧波和補償無功的新型電力電子裝置，具有廣泛的應用前景。目前國內(nèi)外對三相三線制系統(tǒng)的APF研究較多，但是隨著三相四線制系統(tǒng)中的諧波和負載不平衡問題的日益突出，三相四線制系統(tǒng)APF的研究也已經(jīng)成為一個熱點問題。為此，本文結(jié)合三相四線制電力系統(tǒng)，深入研究了有源電力濾波器的兩個關鍵技術:電流檢測技術和電流跟蹤控制技術，并對

2、APF控制系統(tǒng)進行了軟、硬件設計。
　　(1)電流檢測技術方面，本文在研究了三相三線制諧波檢測算法的基礎上，結(jié)合瞬時無功理論，基于能量和電流兩個角度，詳細推導了兩種適用于三相四線制系統(tǒng)的電流檢測方法，并歸納出應用步驟，設計了三相四線制的電流檢測系統(tǒng)。仿真結(jié)果證明:在三相電壓對稱的情況下，以上方法能夠精確的檢測出諧波和無功電流，以及不平衡電流分量。同時，本文采取基波正序電壓檢測（基于定向旋轉(zhuǎn)坐標）的策略，很好地解決了瞬時無功理論檢測

3、法在三相電壓不對稱情況下存在檢測結(jié)果不準確的問題。
　　(2)電流跟蹤控制技術方面，由于空間矢量控制方法具有直流側(cè)電壓利用率高、紋波小、適于數(shù)字實現(xiàn)等優(yōu)點，本文在研究和歸納了傳統(tǒng)的二維空間矢量控制方法（只適用于三橋臂逆變器主電路系統(tǒng)）的基礎上，結(jié)合四橋臂主電路，研究了基于三維空間矢量的控制方法，推導并歸納出其應用步驟。并且，通過對四橋臂APF系統(tǒng)在αβ0坐標下的系統(tǒng)建模，簡化了中間運算步驟，實現(xiàn)指令電流對主電路的直接控制，將三維空

4、間矢量的控制策略應用于三相四線制的APF系統(tǒng)。仿真結(jié)果證明:無論單獨還是同時對諧波、無功以及三相不平衡電流進行補償，該四橋臂APF系統(tǒng)均具有很好的性能，具有功能多樣性。
　　(3)基于以上的技術研究，本文對該三相四線制APF控制系統(tǒng)進行了軟、硬件設計，并重點結(jié)合主DSP運算控制模塊，給出了整體和中斷程序流程圖，介紹了控制系統(tǒng)的互感器模塊、信號調(diào)理模塊、A/D采樣模塊和驅(qū)動電路模塊。另外，按照本文中歸納的應用步驟，通過DSP編程實現(xiàn)