数字式有源电力滤波器谐波检测和控制方法研究

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1、重庆大学硕士学位论文数字式有源电力滤波器谐波检测和控制方法研究姓名：甘元兴申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：周林20050401重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着谐波问题的日益严重，采用有源电力滤波器补偿谐波是一个重要的发展趋势。模拟控制是有源电力滤波器的传统控制方式，控制的灵活性不高，修改不方便，精度不高。随着目前DSP技术的飞速发展，性价比越来越高，数字化控制有取代传统模拟控制的趋势。因而本文就DSP用于APF的检测和控制进行了研究。首先，本文对目前应用非常广泛的基于瞬时无功功率理论的谐波检测

2、方法进行了分析和探讨，总结了这种方法目前最新的改进方法，分析了它的不足和存在的问题，在此基础上，结合DSP的实际特点，综合运用平均功率理论和能量平衡理论，从APF控制的根本目的出发，提出了适合于DSP数字运行的谐波检测方法。推导出了其在单相电路、三相三线制电路和三相四线制电路中的控制方程。该方法具有直观简单，通用性强的优点，最后的补偿效果受检测延迟的影响小，几乎不受电压波形畸变的影响，可以按照需要对无功功率进行补偿。其次，根据推导出的谐波检测方法，充分利用TMS320LF2407型DSP器件的优势，灵活运用

3、DSP中断功能，采用APF的全数字化控制方式，用C语言和汇编语言混合开发出了DSP的源程序，该源程序能灵活根据可调的采样点数自建正弦函数表，同时实现了AD采样、指令电流计算、电压过零点捕获、跟踪电压频率和相位、PWM波形输出、PWM波形死区生成、D/A转换等多种功能。该源程序通过了实验电路板的调试，其功能均能在实验电路板上实现。根据DSP检测控制的需要，设计了检测信号提升放大电路以满足DSP的AD信号检测要求、自行设计了信号源用于AD实验。设计了方波发生电路用于电压过零点捕获。为方便该DSP与其他的PWM发

4、生电路一起运用，设计了精度较高的D/A转换电路。这些电路的功能均通过实验得到了验证。关键词：有源电力滤波器，全数字化控制，谐波检测，DSPI重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTAsharmoniccontaminationisincreasinglysevere,theintroductionofactivepowerfilter(APF)isanimportantdevelopmenttrend.TheanalogcontrolmethodofAPFisnotflexibleandthepreci

5、sionisnotperfect.WiththerapiddevelopmentoflowpriceandhighperformanceDSPtechnology,digitalcontrolmethodisreplacingthetraditionalanologcontrolmethod,sothisdissertationmainlyresearcheshowtheDSPcanbeusedinAPF.Firstly,somenovelharmonicdetectingmethodsbasedonins

6、tantaneousreactivepower(IRP)theoryareintroducedinthisdissertation.Andemphasesareplacedonbasicprinciples,advantagesanddisadvantagesofdifferentmethods.Then,anovelharmonicdetectionmethodwhichsuitsDSPwellisintroduced.Itrootsfromaveragepowertheoryandenergybalan

7、cetheory.Thecontrolfunctionsofthismethodaredevelopedinconditionofsinglephasecircuit,three-phasethree-wirecircuitandthree-phasefour-wirecircuit.Thismethodissimple,intuitionisticanduniversal.Thedetectiondelayandthedistortionofvoltagewaveformsinfluencethecomp

8、ensatingresultsslightly,andthereactivepowerofthecircuitcanbecompensatedasrequired.Secondly,asourceprogramofDSPiswrittenoutinCandcompilelanguagebasedonthenewmethodmentionedabove.IttakesfulladvantageoftheTMS320