三相四線制并聯(lián)型有源電力濾波器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著各種非線性電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中的諧波和無功等電流污染問題日趨嚴(yán)重。有源電力濾波器(APF)作為一種動(dòng)態(tài)抑制諧波和補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前國內(nèi)外對(duì)三相三線制系統(tǒng)的APF研究較多，但是隨著三相四線制系統(tǒng)中的諧波和負(fù)載不平衡問題的日益突出，三相四線制系統(tǒng)APF的研究也已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)問題。為此，本文結(jié)合三相四線制電力系統(tǒng)，深入研究了有源電力濾波器的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù):電流檢測(cè)技術(shù)和電流跟蹤控制技術(shù)，并對(duì)

2、APF控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)。
　　(1)電流檢測(cè)技術(shù)方面，本文在研究了三相三線制諧波檢測(cè)算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合瞬時(shí)無功理論，基于能量和電流兩個(gè)角度，詳細(xì)推導(dǎo)了兩種適用于三相四線制系統(tǒng)的電流檢測(cè)方法，并歸納出應(yīng)用步驟，設(shè)計(jì)了三相四線制的電流檢測(cè)系統(tǒng)。仿真結(jié)果證明:在三相電壓對(duì)稱的情況下，以上方法能夠精確的檢測(cè)出諧波和無功電流，以及不平衡電流分量。同時(shí)，本文采取基波正序電壓檢測(cè)（基于定向旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)）的策略，很好地解決了瞬時(shí)無功理論檢測(cè)

3、法在三相電壓不對(duì)稱情況下存在檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
　　(2)電流跟蹤控制技術(shù)方面，由于空間矢量控制方法具有直流側(cè)電壓利用率高、紋波小、適于數(shù)字實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，本文在研究和歸納了傳統(tǒng)的二維空間矢量控制方法（只適用于三橋臂逆變器主電路系統(tǒng)）的基礎(chǔ)上，結(jié)合四橋臂主電路，研究了基于三維空間矢量的控制方法，推導(dǎo)并歸納出其應(yīng)用步驟。并且，通過對(duì)四橋臂APF系統(tǒng)在αβ0坐標(biāo)下的系統(tǒng)建模，簡(jiǎn)化了中間運(yùn)算步驟，實(shí)現(xiàn)指令電流對(duì)主電路的直接控制，將三維空

4、間矢量的控制策略應(yīng)用于三相四線制的APF系統(tǒng)。仿真結(jié)果證明:無論單獨(dú)還是同時(shí)對(duì)諧波、無功以及三相不平衡電流進(jìn)行補(bǔ)償，該四橋臂APF系統(tǒng)均具有很好的性能，具有功能多樣性。
　　(3)基于以上的技術(shù)研究，本文對(duì)該三相四線制APF控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，并重點(diǎn)結(jié)合主DSP運(yùn)算控制模塊，給出了整體和中斷程序流程圖，介紹了控制系統(tǒng)的互感器模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、A/D采樣模塊和驅(qū)動(dòng)電路模塊。另外，按照本文中歸納的應(yīng)用步驟，通過DSP編程實(shí)現(xiàn)