基于DSP的并聯(lián)型三電平有源電力濾波器的研究.pdf

1、隨著電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)的諧波問題日益嚴(yán)重，諧波成為影響電能質(zhì)量的主要因素。有源電力濾波器被公認(rèn)為是治理電網(wǎng)諧波及無(wú)功污染、改善電能質(zhì)量最有效的手段，具有響應(yīng)速度快、補(bǔ)償精度高、體積小、智能化程度高等特點(diǎn)，在國(guó)外已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)對(duì)有源電力濾波器的研究還處在開始階段，本課題是與山東比亞科技有限公司合作，研究設(shè)計(jì)補(bǔ)償能力為50A的低壓并聯(lián)型三電平有源電力濾波器。
　　本文首先介紹了并聯(lián)型有源電力濾波器的基本原理，選

2、擇的二極管箝位型逆變電路的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有降低功率器件耐壓值，提高等效開關(guān)頻率，改善輸出波形質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。多電平技術(shù)成為有源電力濾波器的應(yīng)用趨勢(shì)。
　　諧波電流的檢測(cè)方法和電流跟蹤控制方法是有源電力濾波器具有良好補(bǔ)償性能的關(guān)鍵。本文介紹了采用的兩種檢測(cè)算法:基于滑窗迭代離散傅里葉變換的檢測(cè)算法和基于瞬時(shí)無(wú)功理論的d-q檢測(cè)算法。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，適應(yīng)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合和補(bǔ)償要求。本次設(shè)計(jì)通過仿真分析多種控制方法，確定選擇的電流跟

3、蹤控制方法是無(wú)差拍電流控制和空間矢量PWM調(diào)制相結(jié)合的控制算法，本文重點(diǎn)介紹了基于周期預(yù)測(cè)的無(wú)差拍控制算法和基于60°坐標(biāo)系的空間矢量PWM算法的基本原理。
　　主電路及其參數(shù)的設(shè)計(jì)是有源電力濾波器實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一，能直接影響有源電力濾波器的實(shí)際補(bǔ)償效果。本文對(duì)三電平并聯(lián)型有源電力濾波器的主電路進(jìn)行深入研究，主要包括逆變電路、緩沖電路、高頻濾波電路、充電電路以及EMI濾波電路的電路設(shè)計(jì)。主電路主要參數(shù)的計(jì)算沒有通用的方法，本

4、文通過建立三電平有源電力濾波器的主電路數(shù)學(xué)模型，采用理論分析和仿真驗(yàn)證相結(jié)合的方法確定直流母線電壓、直流母線儲(chǔ)能電容和交流側(cè)輸出電感的參數(shù)。
　　控制系統(tǒng)是有源電力濾波器的核心，直接影響其補(bǔ)償性能和功能的實(shí)現(xiàn)。本文采用了基于數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F28335的全數(shù)字化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，并對(duì)控制系統(tǒng)的硬件電路和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究?？刂葡到y(tǒng)硬件電路主要包括電源電路、信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理電路、硬件保護(hù)電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路以及RS4