试论基于dsp的三相四线制有源电力滤波器的研究

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1、天津理工大学硕士学位论文基于DSP的三相四线制有源电力滤波器的研究姓名：王慧波申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：王云亮20071201摘要随着电力电子装置及其它非线性负载的广泛应用，电网中的谐波和无功污染日趋严重，对电力系统和用户造成了一系列危害。并联有源电力滤波器作为一种新型的谐波、无功综合补偿系统，是电能质量控制领域中的研究热点。近年来，三相四线制电网中的谐波和负载不平衡问题日益突出，为此本文研究了三相四线制系统中谐波、无功功率和不平衡的统一补偿问题，并设计了一种基于DSP的数字和模拟相结合的并联有源电力滤波器。影响有

2、源电力滤波器动态性能的关键因素是谐波电流检测算法。本文将单相谐波检测算法应用于三相四线制系统中，可以各相分别检测谐波电流，从而进行各相单独动态电流注入补偿，不受系统不平衡的影响。在PWM变流器的逆变输出控制上采用滞环比较控制策略；为了保证直流侧电容电压的稳定和平衡，本文采用了直流侧电容电压的稳定和均压控制策略。本文还设计了控制系统的微处理器单元、同步采样周期信号及锁相电路发生单元、电流检测及调理电路、DAC转换单元及其硬件实现方法以及驱动和保护电路；根据控制系统的硬件设计，确定了软件实现方案，给出了主程序及其中断服务程序、谐波分离算法程序的

3、设计流程图。通过仿真和实验结果验证了该硬件电路和控制算法的有效性，为有源电力滤波器的实际工程应用提供了理论依据和实验依据。关键词：有源电力滤波器谐波检测滞环控制DSPAbstractThepollutionofharmonicsandreactivepowerinpowergadbecomesseriousandendangersthepowersystemandcustomerswhilepowerelectronicdevicesandothernonlinearlo西dsareappliedwidely．Thestudyonshunt

4、activepowerfilter,whichisanoveldevicecompensatingharmonicsandreactivepowercurrentsimultaneously,isthefocusinthefieldofpowerqualitycontr01．Inrecentyears，theissuesofharmonicsandloadsunbalanceinthree-phasefour-wirepowergridaremoreandmoreserious，SOacompensationofharmonics，reac

5、tivepowerandnonbalancedcurrentsimultaneouslyinthree—phasefour-wirepowergridisstudiedinthispaper．Andananalog-digitalcontrolledshuntactivepowerfilterbasedonDSPisdesignedinthispaper．Theharmoniccurrentdetectionisthekeyelementfortheshuntactivepowerfiltertokeepawelldynamicperfor

6、mance．Thedetectingmethodofharmonicsandreactivecurrentsinsingle-phaseisappliedinthree—phasefour-wiresystem，SOharmoniccurrentdetectionandcompensationofeachphaseCanbeperformedseparatelybutwithoutaffectedbynonbalancedsystem．TocontroloutputofthePWM’inverter,animprovedhysteresis

7、controlstrategytocontrolAPFinverterisgiven．InordertoguaranteethestabilityofcapacityvoltageontheDCsideofinverter,acontrolstrategyofthestabilityofcapacityvoltageontheDCsideisgiven．Inaddi．tion，thispaperseparatelydesignshardwarerealizationmethodwhichiscomposedofthemicroprocess

8、orunitsofcontrolsystem，synchronizationsamplingsignalgenerating，phase—lockedLoopgenerating