电网电能质量控制装置地研究与设计

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1、致谢第一，感谢汪玉凤老师对我在研究生学习期间的学习工作的大力支持、帮助和鼓励，同时感谢张国军老师对我的指导和帮助；第二，感谢我的家人对我学习工作的关心和几十年来的培养；第三，感谢我的姐姐在我学习期间肩负起了照顾家人的责任；第四，感谢我的朋友在我最困难的时候给我的支持；最后感谢242研究室的全体同学们，如李健、覃荆伟、孙宝等。还有感谢我研究生期间的同学们的支持和帮助，使我顺利完成学业和学位论文！摘要在目前电网中，相对固定无源滤波器而言有源注入式滤波器（APF）被公认为是治理谐波的最有效的手段，但是其检测与控制方法在实践方面还不够完善。本

2、文研制了完整的APF样机，在此样机上不仅可以验证本文所提出的检测控制算法，还可以方便地应用于其他APF检测控制算法上，从而方便算法更新和系统升级；针对目前APF系统尚未有完整的系统仿真的情况，本文设计了APF完整的系统仿真模型，并且仿真的代码可方便地移植到DSP中实现，相比单元化的局部算法仿真更具有完整性和精确性；在谐波检测上，本文比较了各种谐波检测方法，提出了一种基于坐标变换的离散傅里叶（DFT）滑窗迭代谐波电流检测算法，通过仿真和实验证明比其他算法具有检测速度快、跟随误差小的特点；在谐波电流补偿输出的控制算法上，在实际应用中谐波电

3、流滞环比较的方法用的比较多，但是输出的谐波毛刺较大，IGBT开关频率高，对系统补偿反而不利，针对这种现象本文总结出了基于递推积分PI和离散滑模变结构控制的复合谐波电流控制算法，这样的算法降低了APF系统的开关毛刺，并且提高了系统的鲁棒性、抗干扰性和精确性。目前，谐波补偿装置的实际测试通常需要投入到现场运行才能验证其效果，不便于开发和改进。为此，设计一种在基波上可叠加任意次谐波的谐波电源来模拟实际中受污染的电网显得十分必要。本文还设计了这样的谐波电源，它可以产生任意次所需要的谐波电流作为APF的补偿对象，来验证APF的算法性能。这样大大

4、地方便了APF样机研发，缩短了开发周期。本文最后介绍了实验室谐波抑制样机的设计与研发。设计了基于DSP（TMS320F2812）+CPLD(EPM3256ATC144)的注入式谐波补偿器的数字化控制系统。最后给出了实验室的样机设计照片和实验结果波形，有效验证了谐波检测与控制算法的正确性。关键词：检测控制算法；DFT滑窗迭代；复合谐波电流控制算法；谐波电源AbstractTheactivepowerfilter(APF)isconsideredtobethemosteffectivewaytomanagethepowergridharm

5、onicwavecomparedwithfixedpassivefilteratpresent,butitsdetectionandcontrolmethodarenotthebest.TheAPFmodelmachineisdevelopedtotally,whichisnotonlyusedtoprovethedetectionandcontrolalgorithmreferedbythispaperbutalsocanbeusedbyotheralgorithm.Andthus,itisveryconvenienttoupdat

6、ethealgorithmandsystem.ForrecentlythereisnocompleteAPFsystemsimulation,ancompleteAPFsimulationmodelisbuilt,whichismoreofintegralityandaccuracycomparedwithblockingpartsimulation.What’smore,thesimulationcodeisveryconvenienttotransplanttoDSPplatform.Ontheharmonicdetectiona

7、lgorithmaspect,Thediscretefouriertransform(DFT)slidingwindowiterativebasedoncoordinatetransformationisputforwardaftercomparingvariouskindsofalgorithms.Thesimulationresultprovesthatthisalgorithmisoffastdetectionspeedandwithlesstracingerror.Ontheharmoniccurrentcompensatio

8、naspect,harmoniccurrenthysteresiscontrollingispopularinpractice.ButtheAPFmachineproducedthisalgorithmoutputwav