基于改进谐波检测法的SVPWM控制有源电力滤波器的研究

1、基于改进谐波检测法的SVPWM控制有源电力滤波器的研究    英文题名 Research on Active Power Filter with SVPWM Control Based on Improved Harmonic Detection Method  关键词 有源滤波器; 改进谐波检测法; 空间电压矢量; 仿真; 英文关键词 active power filter; improved harmonic detection; SVPWM; simulation; 中文摘要 随着电力电子技术的发展,电力电子设备在电网中的大规模使用,电力

2、系统谐波污染问题越来越严重。而有源电力滤波器因其在动态谐波补偿中的优良性能,而备受关注。 谐波检测方法的实时性、准确性是影响有源滤波器补偿性能的重要因素。本文针对传统p、q,ip-iq检测法的不足,采用改进谐波检测法进行谐波电流的检测。并在理想及非理想情况下,对改进谐波检测法与常规ip-iq法进行了对比研究,通过理论推导及仿真研究,证明了所述改进法相对于常规谐波检测法在谐波及无功电流检测方面的准确性。 在有源电力滤波器补偿电流控制方式上,采用空间电压矢量技术,克服了常规的三角载波比较法动态响应速度慢及滞环电流控制法开关频率波动大等缺点,令整个补偿系统,动态响应快,补偿精度高且开关频率恒定。 在

3、有源电力滤波器直流侧电容电压调节器的设计中,引入MATLAB的SISOTOOL对电压调节器PI参数进行设计,并通过仿真,验证了所选参数的正确性。 在系统实现方面,给出了所设计系统的设计参数,确定了以DSP-TMS320F2812为主控芯片的硬件控制系统,并对系统主要的硬件电路部分进行了分析;在软件方面给出了详细的软件流程图。 . 英文摘要 With the development of power electronics, more and more power electronic equipments are used in power grid. Harmonic  摘要 6-

4、7 Abstract 7 第一章 绪论 10-17     1.1 谐波问题概述 10     1.2 谐波治理的意义及措施 10-12         1.2.1 谐波的危害 10-11         1.2.2 谐波治理的措施 11         1.2.3 无源电力滤波器不足 11-12   

5、60;     1.2.4 有源电力滤波技术及其优点 12     1.3 有源电力滤波器发展现状 12-16         1.3.1 电压型有源滤波器的主电路拓扑 13-16     1.4 本文研究的主要内容 16-17 第二章 基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法 17-30     2.1 三相瞬时无功功率理论 17-18     2.2 基于瞬时无功理论的

6、三相电路谐波电流检测方法 18-25         2.2.1 p -q 检测方法 18-19         2.2.2 i_p -i_q 检测方法 19-23         2.2.3 改进的检测方法 23-25     2.3 i_p -i_q 法与改进检测法的仿真比较研究 25-29      &

7、#160;  2.3.1 三相电网电压对称时 25-28         2.3.2 三相电网电压不对称时 28-29     2.4 本章小结 29-30 第三章 三相三线制并联有源滤波器的数学模型及SVPWM 控制系统设计 30-46     3.1 三相三线制APF 的数学模型 31-33     3.2 APF 的SVPWM 控制策略分析 33-39      

8、0;  3.2.1 SVPWM 控制的基本原理 33-35         3.2.2 参考电压矢量的合成 35-36         3.2.3 参考电压矢量所在扇区的确定 36-38         3.2.4 APF 的SVPWM 控制的实现 38-39     3.3 直流侧电压的控制 39-45    

9、60;    3.3.1 直流侧电压作用机理分析 39-40         3.3.2 直流侧电压控制器的设计 40-45     3.4 本章小结 45-46 第四章 三相并联型有源滤波器的硬件及软件实现方案 46-61     4.1 主电路的设计 46-51         4.1.1 APF 的容量的确定 47     

10、;    4.1.2 电容电压值的确定 47-48         4.1.3 电容值的确定 48-49         4.1.4 主电路开关管的选择 49         4.1.5 开关频率的选择 49         4.1.6 APF 的连接电感值的选择 49-51  

11、   4.2 控制电路的设计 51-55         4.2.1 DSP 芯片的选择 51         4.2.2 系统电源的设计 51-52         4.2.3 同步信号检测电路的设计 52         4.2.4 采样电路设计 52-54    

12、     4.2.5 驱动电路设计 54-55     4.3 系统的软件设计 55-59         4.3.1 主程序框图 56-57         4.3.2 捕获中断程序框图 57-58         4.3.3 AD 中断程序框图 58-59      

13、;   4.3.4 SVPWM 程序框图 59     4.4 本章小结 59-61 第五章 改进检测法的有源电力滤波器的仿真实验 61-72     5.1 MATLAB 简介 61     5.2 有源滤波装置仿真模型的建立 61-63     5.3 直流侧电容的软起动控制 63-64     5.4 系统仿真验证 64-71         5.4.

14、1 三相电压对称且负载也对称时 64-68         5.4.2 三相电压对称且负载不对称时 68-69         5.4.3 三相电压不对称且负载对称时 69-71         5.4.4 三相电压不对称且负载也不对称时 71     5.5 本章小结 71-72 结论与展望 72-74 参考文献 74-78   

15、60;     3.3.2 直流侧电压控制器的设计 40-45     3.4 本章小结 45-46 第四章 三相并联型有源滤波器的硬件及软件实现方案 46-61     4.1 主电路的设计 46-51         4.1.1 APF 的容量的确定 47         4.1.2 电容电压值的确定 47-48    &#

16、160;    4.1.3 电容值的确定 48-49         4.1.4 主电路开关管的选择 49         4.1.5 开关频率的选择 49         4.1.6 APF 的连接电感值的选择 49-51     4.2 控制电路的设计 51-55      

17、   4.2.1 DSP 芯片的选择 51         4.2.2 系统电源的设计 51-52         4.2.3 同步信号检测电路的设计 52         4.2.4 采样电路设计 52-54         4.2.5 驱动电路设计 54-55    

18、; 4.3 系统的软件设计 55-59         4.3.1 主程序框图 56-57         4.3.2 捕获中断程序框图 57-58         4.3.3 AD 中断程序框图 58-59         4.3.4 SVPWM 程序框图 59     4.4 本章小结

19、 59-61 第五章 改进检测法的有源电力滤波器的仿真实验 61-72     5.1 MATLAB 简介 61     5.2 有源滤波装置仿真模型的建立 61-63     5.3 直流侧电容的软起动控制 63-64     5.4 系统仿真验证 64-71         5.4.1 三相电压对称且负载也对称时 64-68       

20、60; 5.4.2 三相电压对称且负载不对称时 68-69         5.4.3 三相电压不对称且负载对称时 69-71         5.4.4 三相电压不对称且负载也不对称时 71     5.5 本章小结 71-72 结论与展望 72-74 参考文献 74-78         3.3.2 直流侧电压控制器的设计 40-45  

21、60;  3.4 本章小结 45-46 第四章 三相并联型有源滤波器的硬件及软件实现方案 46-61     4.1 主电路的设计 46-51         4.1.1 APF 的容量的确定 47         4.1.2 电容电压值的确定 47-48         4.1.3 电容值的确定 48-49    &

22、#160;    4.1.4 主电路开关管的选择 49         4.1.5 开关频率的选择 49         4.1.6 APF 的连接电感值的选择 49-51     4.2 控制电路的设计 51-55         4.2.1 DSP 芯片的选择 51         4.2.2 系统电源的设计 51-52         4.2.3 同步信号检测电路的设计 52         4.2.4 采样电路设计 52-54         4.2.5 驱动电路设计 54-55     4.3 系统的软件设计 55-59       &