基于DSP的并聯(lián)型三電平有源電力濾波器的研究.pdf

1、隨著電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)的諧波問題日益嚴(yán)重，諧波成為影響電能質(zhì)量的主要因素。有源電力濾波器被公認(rèn)為是治理電網(wǎng)諧波及無功污染、改善電能質(zhì)量最有效的手段，具有響應(yīng)速度快、補(bǔ)償精度高、體積小、智能化程度高等特點，在國外已經(jīng)投入實際應(yīng)用。在國內(nèi)對有源電力濾波器的研究還處在開始階段，本課題是與山東比亞科技有限公司合作，研究設(shè)計補(bǔ)償能力為50A的低壓并聯(lián)型三電平有源電力濾波器。
　　本文首先介紹了并聯(lián)型有源電力濾波器的基本原理，選

2、擇的二極管箝位型逆變電路的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有降低功率器件耐壓值，提高等效開關(guān)頻率，改善輸出波形質(zhì)量等優(yōu)點。多電平技術(shù)成為有源電力濾波器的應(yīng)用趨勢。
　　諧波電流的檢測方法和電流跟蹤控制方法是有源電力濾波器具有良好補(bǔ)償性能的關(guān)鍵。本文介紹了采用的兩種檢測算法:基于滑窗迭代離散傅里葉變換的檢測算法和基于瞬時無功理論的d-q檢測算法。兩種方法各有優(yōu)缺點，適應(yīng)于不同的應(yīng)用場合和補(bǔ)償要求。本次設(shè)計通過仿真分析多種控制方法，確定選擇的電流跟

3、蹤控制方法是無差拍電流控制和空間矢量PWM調(diào)制相結(jié)合的控制算法，本文重點介紹了基于周期預(yù)測的無差拍控制算法和基于60°坐標(biāo)系的空間矢量PWM算法的基本原理。
　　主電路及其參數(shù)的設(shè)計是有源電力濾波器實際產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵之一，能直接影響有源電力濾波器的實際補(bǔ)償效果。本文對三電平并聯(lián)型有源電力濾波器的主電路進(jìn)行深入研究，主要包括逆變電路、緩沖電路、高頻濾波電路、充電電路以及EMI濾波電路的電路設(shè)計。主電路主要參數(shù)的計算沒有通用的方法，本

4、文通過建立三電平有源電力濾波器的主電路數(shù)學(xué)模型，采用理論分析和仿真驗證相結(jié)合的方法確定直流母線電壓、直流母線儲能電容和交流側(cè)輸出電感的參數(shù)。
　　控制系統(tǒng)是有源電力濾波器的核心，直接影響其補(bǔ)償性能和功能的實現(xiàn)。本文采用了基于數(shù)字信號處理器TMS320F28335的全數(shù)字化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，并對控制系統(tǒng)的硬件電路和軟件系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了研究。控制系統(tǒng)硬件電路主要包括電源電路、信號檢測與調(diào)理電路、硬件保護(hù)電路、IGBT驅(qū)動電路以及RS4