基于DSP的有源电力滤波器谐波检测技术的研究

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1、湖北工业大学硕士学位论文摘要随着各种电力电子装置和非线性负载的广泛使用，大量的谐波被注入到电网，使得电网中的电压和电流波形失真，严重影响到电网的电能质量。除此之外，由于大多数非线性电力电子装置的功率因数较低，也会影响供电质量。因此，为了保证有一个高水平的电能质量，谐波问题已经成为目前电力系统研究领域所面临的一个重大课题，受到越来越多的重视和关注。目前为止，有源电力滤波器是抑制谐波的最有效的手段之一。有源电力滤波器主要包括两个部分：指令电流运算电路和补偿电流发生电路。本论文重点研究了指令电流运算电路部分，对如何准确的检测出谐波分量做了深入的分析。本文从谐波问题入手，首先对

2、谐波的概念、产生和危害进行了叙述，并介绍了抑制谐波的两种方法：一是从谐波源入手，减少谐波的产生；另一种方法是外加滤波装置，主要是无源滤波器和有源电力滤波器两种。其次，介绍了有源电力滤波器的国内外研究现状。最后，阐述了本论文的课题来源、研究内容和研究目标。本文对无源滤波器和有源滤波器进行了详细的阐述，主要包括它们的工作原理、分类和优缺点等。在分析传统的谐波检测方法的基础上，提出了一种新的谐波检测方案——采用专用的电能计量芯片ATT7022C检测谐波。针对该芯片的特点，全面论述了采用专用电能计量芯片检测谐波的工作原理，并将其与传统的谐波检测方法进行了比较。接下来阐述了基于D

3、SP的有源电力滤波器的系统设计，详细给出了该检测方案的硬件电路原理图，包括主电路设计、辅助电源电路设计以及谐波电压和电流采样电路设计。另外，还介绍了系统的软件设计方法，详细给出了各部分的流程图。为了验证本方案的正确性和可靠性，除了在实践上对其进行论证之外，还利用MATLAB仿真软件对其进行了仿真研究。实验和仿真结果表明了采用专用电能计量芯片ATT7022C检测谐波的有效性，缩短了开发周期，提高了检测精度。最后，对全文进行了总结，并指出了进一步的研究方向与内容。关键词：电能质量，谐波，有源电力滤波器，仿真I湖北工业大学硕士学位论文AbstractAlongwiththew

4、idelyusingofpowerelectronicsequipmentsandnon-linearloads,theharmonicdistortionofvoltageandcurrenthaspollutedpowerqualityseriously.Besides,thelowpowerfactoralsocanaffectthepowerquality.Atpresent,theharmonicproblemhasbecomethecriticaltasksoastoensureahighlevelofpowerquality,andalotofattent

5、ionhasbeenpaidtoharmonicproblem.Activepowerfilterisoneofthemosteffectiveapproachesforsuppressingtheharmonicatpresent.Activepowerfiltermainlyconsistsoftwoparts,thefirstiscurrentoperationcircuit,andthesecondiscompensationcurrentcircuit.Thisthesislaysemphasisontheresearchofpartone,anddeeply

6、analyzinghowtoaccuratelydetecttheharmoniccomponent.Basedontheharmonicproblem,thisthesisexplainstherelevantconceptsofharmonic,producingofharmonicandtheharmofharmonic.Thisthesisintroducestwomethodsofsuppressingharmonic.Theoneisdecreasingharmonicproducingbasedontheharmonicsource.Theotherisi

7、ncreasingfilterdevices,includingpassivefilterandActivepowerfilter.Thendomesticandinternationalofactivepowerfilterareintroduced.Finally,expatiatingtheorigin,thecontentandtheobject.Thisthesisisshownthecontentofthepassivefilterandtheactivepowerfilter,includingtheprinciple,th