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随着电力电子技术应用的广泛,电力系统中的谐波和无功电流问题日渐突出,已危及电力系统的安全运行,谐波污染治理与无功补偿成为电力系统和电力用户急需解决的问题。无源滤波器是传统的补偿无功和治理谐波的主要手段,已获得了广泛的应用;但这种无源补偿装置的补偿性能较差,难以对变化的无功功率和谐波进行有效的补偿。有源电力滤波器补偿效果好,但逆变器的容量较大,成本很高。并联型注入式有源电力滤波器降低了逆变器容量,能同时抑制各次谐波,动态性能很好,提高了性价比,有比较好的应用前景。本论文采用的电路拓扑就是这种并联型注入式有源电力滤波器。
在有源电力滤波器中建立以DSP芯片TMS320F2407为核心的高速数字信号处理控制平台,设计并联型有源电力滤波器的系统控制电路,给出系统控制结构软件框图。并在DSP的基础上完成了并联型APF系统的硬件和软件设计。通过实验,验证了所提出的补偿电流控制策略的正确性和可行性。试验结果验证了提出的并联型APF控制策略的正确性和有效性。
本文主要针对一种并联型注入式有源电力滤波器进行建模;对逆变器的容量进行分析,优化并联型有源电力滤波器中的电容器、电抗器的参数,大大减小逆变器的容量;用MATLAB软件进行仿真验证了控制方法的有效性;最后设计了硬件电路,大致做了以下几个方面的工作:
1.对电力系统谐波和无功功率产生的原因、危害和进行治理的现状进行了论述;
2.对电力滤波器的原理进行了阐述;
3.建立了并联型注入式有源电力滤波器的数学模型;
4.提出并详细阐述了谐波抑制的控制方法,并进行了仿真工作,证明其可行性;
5.对逆变器的容量进行分析,优化并联型注入式有源电力滤波器的参数,进一步减小逆变器的容量;
6.进行了并联型注入式有源电力滤波器的硬件设计工作,为以后的实验打下基础。
数字仿真的结果表明,控制方法并且对各种负荷变化的干扰、参数摄动及未建模动态具有很强的鲁棒性,也使得并联型注入式有源电力滤波器有很好的动态性能。