基于陷波器的有源電力濾波器的研究與設(shè)計.pdf

1、在我國電力系統(tǒng)中非線性負(fù)荷的使用日益增多，特別是近二十年來，各種電力電子裝置應(yīng)用迅速普及，使得電力電子裝置所產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的污染日益嚴(yán)重。如何改善電能質(zhì)量，對供電系統(tǒng)的諧波進(jìn)行補(bǔ)償，是擺在人們面前的一個重要而有現(xiàn)實(shí)意義的課題。
　　 眾多的相關(guān)文獻(xiàn)，都為產(chǎn)品的研制提供了重要的理論和實(shí)驗方面的探索。特別是在山東大學(xué)碩士論文《100kvar并聯(lián)混合有源電力濾波器的研制》中，在給出并聯(lián)混合有源濾波器的工作原理和控制策略之后，對整個混

2、合有源濾波器系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，并針對其中的主要問題進(jìn)行了理論分析，最終研制出一臺100kvar并聯(lián)混合有源濾波器的樣機(jī)，并進(jìn)行了研制樣機(jī)的實(shí)驗，取得了良好的實(shí)驗效果。然而，其諧波分離電路是基于瞬時無功理論的，從山東大學(xué)碩士論文《并聯(lián)型混合有源電力濾波器的研究》中可知，如果采用基于陷波器的諧波分離電路，不僅可以取得與瞬時無功理論相媲美的濾波效果，而且可以獲得優(yōu)于瞬時無功理論方法的動態(tài)特性，并具有結(jié)構(gòu)簡潔、易于實(shí)現(xiàn)、成本低、穩(wěn)定性優(yōu)良等諸多優(yōu)

3、點(diǎn)。設(shè)計出實(shí)用化的基于陷波器的，采用電壓源閉環(huán)控制策略的，采用數(shù)字處理技術(shù)的并聯(lián)混合有源電力濾波器，是很有現(xiàn)實(shí)意義的。
　　 由于研制樣機(jī)的主電路與《100kvar并聯(lián)混合有源電力濾波器的研制》中研制樣機(jī)的主電路完全相同，因此研究的重點(diǎn)放在了控制系統(tǒng)的設(shè)計上。整個控制系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分。
　　 首先介紹了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計。包括各電壓電流的采樣電路、電源電流的AD轉(zhuǎn)換電路、控制核心電路、DA轉(zhuǎn)換電路、跟蹤控制電路

4、、RS485通訊接口電路等。對各電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、元器件在電路中的作用、元器件參數(shù)的選取等進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。
　　 然后介紹了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計。從DSP軟件所要實(shí)現(xiàn)的功能看，大體可分為兩部分：
　　 (1)數(shù)字信號處理部分
　　 這部分軟件模塊包括：數(shù)字鎖相、數(shù)字陷波、過載控制、直流母線平衡、串行通訊數(shù)據(jù)的收發(fā)。其中數(shù)字陷波的實(shí)現(xiàn)難度較高，本文從模擬原型電路入手，分析模擬電路的工作原理，得到了實(shí)用化的數(shù)

5、字陷波實(shí)現(xiàn)方法，取得了滿意的效果。
　　 (2)整機(jī)邏輯控制部分
　　 這部分軟件模塊包括：各個電參量的計算、啟停邏輯控制、保護(hù)邏輯控制、串行通訊的收發(fā)數(shù)據(jù)的處理、人機(jī)界面。這部分程序的實(shí)時性要求相對較低。RS485串行通訊也是軟件的重要組成部分，在本課題中，采用了國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議-MODBUS協(xié)議，對協(xié)議的內(nèi)容和軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了介紹。
　　 控制系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試完成后，對研制樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗。從實(shí)驗波形能夠看