有源電力濾波器在低壓配電網(wǎng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)前，諧波對(duì)電力系統(tǒng)造成的污染越來越嚴(yán)重，已經(jīng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行構(gòu)成巨大威脅。造成這一現(xiàn)象的原因在于電力電子裝置在各行各業(yè)中的廣泛使用。目前諧波已經(jīng)嚴(yán)重影響到電網(wǎng)中用電設(shè)備的正常使用，如果不對(duì)電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行治理，那么以后整個(gè)電網(wǎng)將有趨于癱瘓的可能。
　　當(dāng)今諧波補(bǔ)償較好的裝置是有源電力濾波器，它能夠很好的對(duì)不斷變化的諧波進(jìn)行補(bǔ)償。有源電力濾波器的工作原理大致可以描述如下：首先從含有諧波的負(fù)載電流中把含有的諧波成分檢測出來，然后

2、控制變流器發(fā)出與諧波電流大小相等相位相反的補(bǔ)償電流，來抵消負(fù)載電流中的諧波電流。
　　本文以有源電力濾波器（APF）在低壓配電網(wǎng)中的應(yīng)用為研究對(duì)象，其中諧波檢測和補(bǔ)償電流控制策略為重點(diǎn)研究對(duì)象。進(jìn)行的研究工作有以下幾方面：
　　首先，介紹了諧波的危害，諧波的治理措施，國內(nèi)外諧波治理的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
　　其次，有源電力濾波器的檢測方法至關(guān)重要，因此必須對(duì)其檢測原理以及運(yùn)用的算法做透徹的研究。本文選擇了當(dāng)前應(yīng)用最廣泛

3、的 qi-pi檢測法。在電網(wǎng)電源波形畸變的情況下，運(yùn)用該方法仍能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地檢測出諧波電流。qi-pi檢測法之所以有這種優(yōu)點(diǎn)，是因?yàn)樵摲椒ㄊ峭ㄟ^鎖相環(huán)來發(fā)生正弦信號(hào)，所以它與電網(wǎng)的實(shí)際電壓沒有直接關(guān)系。通過仿真驗(yàn)證了qi-pi檢測法的正確性。
　　再次，有源電力濾波器的控制算法也是決定系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)，因此必須要對(duì)其進(jìn)行深入細(xì)致的研究。當(dāng)前常用的控制算法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)我們所要適用的場合和容量，最終選擇了脈寬矢量調(diào)制技術(shù)（SV

4、PWM）。將檢測環(huán)節(jié)加以改進(jìn)即增加PI調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，設(shè)定合適的PI參數(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流側(cè)電容電壓的穩(wěn)定控制。通過仿真實(shí)驗(yàn),可以驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的有源電力濾波器具有良好的性能。
　　最后，以成功的仿真實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)有源電力濾波器的軟硬件主要部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。硬件電路分別設(shè)計(jì)了信號(hào)檢測與調(diào)理電路、捕獲及鎖相環(huán)（PLL）模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和變流器模塊，運(yùn)算控制器選用TI公司的TMS320F2812 DSP。軟件設(shè)計(jì)分別對(duì)系統(tǒng)初始化、捕獲中斷、AD采樣