有源电力滤波系统的仿真研究及其数字化控制

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1、江苏大学硕士学位论文摘要有源电力滤波器是用于抑制谐波、补偿无功的有效手段之一。本文在分析有源电力滤波器基本原理的基础上，对有源电力滤波器系统进行仿真研究，并基于DSP芯片(TMS320F240)对有源电力滤波器系统进行数字化控制。首先，对基于FFT变换、瞬时无功功率理论和神经网络自适应的三种谐波电流检测方法进行讨论；提出一种改进型ip、iq检测方法，该方法用简单的积分、延时和增益环节代替传统的低通滤波器，检测方法的延时可减少到1／6个电源周期，同时这种方法还可以推广到单相、三相四线电路和三相不平衡负载的场合中；着重分析基于神经

2、网络自适应检测方法中参考输入的选取对检测结果的影响，即增加代替干扰噪声的i中的谐波次数可以使结果更精确，但这样会降低检测的实时性。其次，对电压型并联有源电力滤波器系统进行仿真分析。实现补偿电流跟踪控制和逆变器直流侧电压控制：对三角载波和滞环比较两种电流跟踪控制方法作相应比较。仿真结果表明：三角载波控制使器件的开关频率固定，滞环比较控制的精度高，快速性好；直流侧电压控制使直流侧电压很快达到并维持在给定值，即使发生波动，电压也能很快达到新的稳定值。最后，基于DSP芯片TMS320F240实现有源电力滤波器系统的数字化控制。用汇编语

3、言实现谐波电流检测的算法程序并利用全比较单元产生用于控制主电路开关器件的6路PWM波形。通过突变负载实验，比较128点FFT变换，ip、iq运算方式和神经网络自适应三种谐波检测方法的实时性。实验结果表明：ip、iq运算方式和神经网络自适应方法的实时性较好(1．2个电源周期)，而FFT变换方法的实时性较差(约800毫秒)。关键词：有源电力滤波器：谐波检测：瞬时无功功率理论；神经网络自适应；电流跟踪控制；直流侧电压控制：数字化控制江苏大学硕士学位论文ABSTRACTActivepowerfilter(APF)hasdevelope

4、dasalleffectivemeasurementtomitigateharmonicproblemsandcompensatereactivepower．OnthebasisofanalyzingtheprincipleofAPF,thesimulmionofAPFisstudiedanditsdigitalcontrolisrealizedwiththeaidofDSPchip(TMS320F240)．Firstly,threeharmonicsdetectingmethodsbasedonFFT’instantaneo

5、usreactivepowertheoryandadaptiveneuralnetworkarerespectivelydiscussed。Moreimportantly,animprovedip、iqharmonicsdetectingmethodisproposedwhichsubstitutesconventionallowpassfilterbysimpleintegration，delayandgainSOthatthedetectingdelayisreducedto1／6ofsourceperiod．Meanwh

6、ile，thisapproachcanalsobeappliedtoasingle—phasecircuit，three-phasefour-wirecircuitandthreeunbalancedloads．Furthermore，theinfluenceondetectingresultscausedbydifferentselectionsofreferentinputsisemphasizedwhichcanbeconcluded：increasingtheharmonicordersinithatreplacest

7、henoiseswillmakethedetectingresultsmorepreciseatthecostofthelongerdetectingdelay．Secondly,thesimulationofashuntvoltageAPFsystemisanalyzed．CurrenttrackingcontrolandDCvoltagecontrolarethefocusesofa_ttention．Thenacomparisonispresentedbetweentriangularwavecontrolandhyst

8、eresiscontr01．Thesystemsimulationresultsshowthattriangularwavecontrolmakesthedevice’Sswitchingfrequencyconstantwhilehysteresiscontrolachie