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基于DSP的三相三线制并联有源电力滤波器的研究

作　者: 白杨
导　师: 杨家强
学　校: 浙江大学
专　业: 电机与电器
关键词: 并联型有源电力滤波器 谐波 数字信号处理 数字低通滤波器 LCL滤波器 电流闭环控制
分类号: TN713.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


在我国的工业化和城镇化进程中,电力事业取得了长足的发展,但是由于大量电力电子设备的使用,在输配电环节和用电终端出现了各种各样的无功功率消耗和谐波污染源,对电力系统造成了较大的影响,电网谐波治理和无功补偿等问题正成为当下迫切需要解决的问题,是当前的研究热点。有源电力滤波器作为一种综合治理的补偿设备得到了广泛的重视和研究。本文针对三相三线制的有源电力滤波器,从谐波检测方法、主电路设计和电流闭环控制等方面进行了较为系统和深入的研究。在有源电力滤波器的使用中,首先需要选择合理的谐波检测策略。本文详细分析了SRF法和PQ法分解谐波电流的机理,总结了SRF法和PQ法的优缺点。同时,针对有源电力滤波器的时域谐波检测算法,本文在分析比较常用的无限长单位冲击响应滤波器和滑动平均滤波器的特性后,利用优化级联的方式得到一种能够兼顾动态响应和滤波精度的高性能数字低通滤波器,利用巴特沃斯滤波器滤波精度高的特点以达到较高的滤波精度,并利用滑动平均滤波器过渡带窄、动态响应快的特点以得到较快的动态响应性能。有源电力滤波器需要合理的主电路设计以保证电流闭环的补偿效果。本文阐述了LCL滤波器的详细原理,并通过对LCL滤波器各处电流的分析,指出了电网电压前馈控制的必要性和可行性。LCL滤波器设计上具有一定的难度,本文给出了LCL滤波器设计的一般原理和流程,并根据实际需要设计了符合要求的LCL滤波器,建立了基于LCL滤波器的APF的三相静止域的数学模型。对有源电力滤波器等并网逆变器来说,电流环的控制是核心问题。本论文详细分析了PID控制在LCL滤波器控制中的特点,通过分析闭环系统根的分布,得到了稳定的PI控制器。将APF系统在Simulink环境中进行建模,仿真结果验证了PI控制器的有效性和实用性。本文最后简要介绍了实验硬件平台和软件流程,通过对实验结果的分析,验证了所研制的有源电力滤波器的有效性和实用性。

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 滤波技术、滤波器 > 有源滤波器
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