基于空間矢量無差拍電流控制的有源濾波器研究.pdf

1、本課題為教育部博士點基金項目“電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)的研究”(20101402120004)的組成部分，是針對電網(wǎng)中日益嚴重的諧波污染問題提出的。與無源濾波器相比，有源電力濾波器具有動態(tài)補償諧波與無功功率的優(yōu)勢，成為解決諧波問題、提高電能質(zhì)量的有效措施，將會廣泛應用于電力和工業(yè)領(lǐng)域。
　　 本文將三相三線制并聯(lián)型有源電力濾波器作為研究對象，分析了其結(jié)構(gòu)與基本原理，研究了常用的諧波檢測方法，確定了基于電壓空間矢量的無差拍控制方案，設計了

2、有源電力濾波器的部分硬件電路和軟件系統(tǒng)，基本實現(xiàn)了諧波補償。研究的主要內(nèi)容如下：
　　 介紹了有源電力濾波器的國內(nèi)外研究動態(tài)、分類和基本原理。研究了基于瞬時無功功率理論的ip-iq諧波檢測法和基于單位功率因數(shù)的諧波檢測法。通過對比分析它們的優(yōu)缺點，確定采用基于單位功率因數(shù)的諧波檢測法進行諧波檢測。為了抑制電網(wǎng)電壓畸變對檢測效果的影響以及提高檢測的實時性，引入鎖相環(huán)電路，并采用移動窗積分法實現(xiàn)低通濾波器。
　　 建立了有源

3、電力濾波器的數(shù)學模型，研究了電壓空間矢量控制。為了提高補償電流跟蹤控制的實時性，將電壓空間矢量控制與無差拍控制結(jié)合作為有源濾波器系統(tǒng)的控制方案。研究了線性預測法、拋物線預測法和重復預測觀測器的預測方法。對直流側(cè)電壓的控制，則采用PI調(diào)節(jié)器維持直流側(cè)電壓的穩(wěn)定，并給出了PI參數(shù)的設計方法。
　　 介紹了有源電力濾波器主電路參數(shù)的設計方法。使用MATLAB軟件對ip-iq法、基于單位功率因數(shù)的諧波檢測法及其改進方法進行了仿真研究，結(jié)

4、果表明改進的單位功率因數(shù)諧波檢測法能抑制電壓畸變的影響且檢測的實時好。又在MATLAB平臺上搭建了有源電力濾波器的仿真模型，采用以上三種預測算法進行了有源電力濾波器的仿真。仿真結(jié)果證明了所選控制方案的可行性和有效性，也表明重復預測觀測器的預測效果最好，因此采用重復預測觀測器實現(xiàn)指令電流的預測。
　　 設計了有源電力濾波器的部分硬件電路，包括以TMS320F2812 DSP為核心的控制電路、驅(qū)動電路與保護電路，并進行了調(diào)試使它們能

5、正常工作。
　　 在硬件電路的基礎上使用C語言設計了其軟件系統(tǒng)，包括主程序和中斷服務程序。主程序是由初始化程序、鍵盤掃描和處理子程序及顯示子程序組成。中斷服務程序包括三個捕獲單元中斷、CPU定時器中斷與功率驅(qū)動保護中斷。通過調(diào)試使程序?qū)崿F(xiàn)了諧波電流檢測算法、基于電壓空間矢量的無差拍控制算法、PI控制算法、顯示以及保護功能。
　　 搭建了有源電力濾波器的軟硬件實驗平臺，并進行了實驗研究。實驗結(jié)果證明了所選諧波檢測法和控制方