并联型有源电力滤波器控制方法研究

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1、摘要近年来，随着电力电子设备及非线性装置的大量使用，使得大量谐波和无功电流注入电网，对电网造成了严重的污染同时影响电气设备的正常运行。有源电力滤波器(APF)是一种可对谐波进行动态补偿的新型电力电子装置，且随着电力电子技术的飞速发展及高速处理芯片的产生，有源滤波技术也逐渐成熟，并有着越来越广泛的应用前景。本文首先介绍了有源电力滤波器的构成及主要的分类，确立了设计的重点是并联型三相四线制有源电力滤波器。针对设计目标，本文随后介绍了并联型有源电力滤波器的基本原理，讨论了主电路的构成，提出了两种三相四线制系统的主电路结构，分析了它们的特点及使用场合，确定了本文中系统的主电路拓扑结构，并

2、在此基础上选定了开关器件和主要元件参数。本文重点介绍了三种常见的谐波检测理论，根据本系统的需要，选择了ip．iq检测方法，并针对三相四线制系统，对常规的ip．iq检测方法进行了改进。对于控制方法，本文介绍了三种电流跟踪控制方法和一种电压跟踪控制方法，选定了定时控制的瞬时值比较法作为本文中系统的电流控制方法。本文的主要控制芯片是单片机，其主要作用是负载电流电压采样、A／D转换、保护及PWM信号的发生，辅助控制芯片是DSP，由于它具有高速运算的特点，在本系统中它的主要作用即是谐波电流计算。在以上理论研究的基础上，本文设计完成了3KVA的并联型三相四线制有源电力滤波器实验装置，并独立完

3、成了软件设计，包括单片机主程序和中断程序的编写以及DSP计算程序的编写。通过对该实验装置的调试和试运行，证明了系统设计及控制方法合理。关键词：有源电力滤波器三相四线制系统电流跟踪控制单片机DSPABSTRACTAsthedevelopmentofmodernpowerelectronicstechnologyandthewiderapplicationofvariousnonlineardevices，thecurrentdistortionmakesincreasinglyseriouspollutiontothegrid．ActivePowerFilter(APF)isane

4、wpowerelectronicdeviceofdynamicharmonicsuppression，andwiththedevelopmentofpowerelectronics，hi曲-speedprocessingchiptechnology,thistechnologyisgraduallybecomingmatureandhasanincreasinglywiderangeofapplication．Thispaperintroducesthestnlc期】reandclassificationofAPFfirstlyanddeterminestOdesignashun

5、tthree-phasefour-wireactivepowerfilter．Duetothetarget．thispaperdescribesthebasicprinciplesoftheAPF,anddiscussesthes仃ucnlreofmaincircuit．Twokindsofthree-phasefour-wiremaincircuitsareproposed,thecharacteristicsandapplicationconditionsareanalyzed．Thenthetopologyofmaincircuitisdetermined，accordin

6、gtOthecircuittheswitchingdevicesandmainparametersaredecided．Thispapermainlyintroducesthreecommontheoriesofharmonicdetection，andchoosesip—iqmethodasdetectionmethodaccordingtothesystemrequirement．Becauseofthethree—phasefour-wiresystem，ip-iqmethodisimprovedinthispaper．Threekindsofcurrenttracking

7、controlmethodsandonekindvoltagetrackingcontrolmethodareintroduced．Andtimingcomparingmethodisdeterminedascurrentcontrolmethod．ThissystemUSeSmicrocontrollerunit(MCU)asthemainCPU．Itisusedforloadcurrentandvoltagesampling，A／Dtransforming，protectin