王党帅[1]2008年在《有源电力滤波器谐波与无功电流检测方法的研究》文中认为电力电子设备的大量使用使得谐波问题日益严重,谐波成为影响电能质量的重要因素;另一方面,现代用电设备对电能质量更加敏感,对供电质量提出了更高的要求。有源电力滤波器作为治理谐波有效的手段,其研究和应用越来越受到人们的重视。有源电力滤波器所采用的谐波电流检测方法,直接决定了谐波的检测精度和跟踪速度,是决定谐波补偿特性能的关键,本文重点研究了谐波与无功电流检测方法。本文在研究现有的谐波与无功检测方法的基础上,提出了一种适用于有源电力滤波器的补偿电流检测新方法。该方法通过叁相瞬时功率计算出负载基波正序有功电流幅值,然后乘以单位幅值的电源电压信号,得到基波正序有功电流的瞬时值,进而分离出待补偿电流分量。针对阻感负载整流电路中谐波电流的特点,提出一种简单高效的谐波与无功电流检测方法,该方法通过检测整流电路直流侧的电流,经过简单运算,即可得到基波有功电流的瞬时值,进而从负载电流中分离出谐波和无功电流分量。本文系统地分析了并联型有源电力滤波器的控制策略,以这种新型谐波与无功检测方法为基础,建立了基于PSIM的APF仿真系统。(1)针对不同负载性质和负载电流突变等情况进行了仿真研究,结果表明新型检测方法能够准确、快速地检测出负载电流中的谐波和无功电流分量;(2)对APF主电路交流侧电感、直流侧电容电压、补偿容量和开关频率等参数的优化选择进行了大量的仿真研究,得出了合理的参数取值范围。开发了以DSP为控制核心的并联型有源电力滤波器实验系统,设计了硬件原理线路和实验程序,实验结果验证了本文提出的谐波检测算法的正确性和有效性。
王昭[2]2007年在《基于DSP的有源电力滤波器控制系统的设计与研究》文中研究说明有源电力滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响，能够实现动态补偿且滤波特性好，在治理电网谐波方面发挥着重要的作用。本文首先介绍了有源滤波器的原理及结构。并提出了一种基于DSP控制的并联电压型有源电力滤波器的设计方案，重点讨论了系统控制策略和控制系统硬件设计方面的问题。有源电力滤波器控制有两个关键：谐波电流检测方法和补偿电流控制策略，这也是有源电力滤波器研究的重点。本文采用了基于i_p-i_q的谐波检测方法。通过分析叁相叁线电压型APF拓扑结构和电流误差与变流器状态之间的关系，采用一种基于无差拍控制的叁相电流综合误差最小的控制策略，改善了指令电流的跟踪精度，获得了良好补偿效果。为了验证本文所提算法的正确性和可行性，利用MATLAB仿真软件在多种工况下进行了仿真。为实现本论文所采用的算法和控制策略，建立了以TMS320F2812和TMS320VC33为核心的高速数字信号处理控制平台。并在此平台基础上设计了系统控制电路，对控制系统的硬件电路设计进行了详细描述。在实验样机上进行了谐波补偿的实验。实际验证了本文提出的谐波检测方法和控制策略的正确性和可行性，基本达到了有源电力滤波器的设计要求。
陈登义[3]2008年在《基于DSP的有源电力滤波器的研究与设计》文中认为随着电力电子技术的飞速发展,电力电子装置被应用到各个领域,电网污染越来越严重,电力谐波的实时抑制变得越来越重要。有源电力滤波器(APF)是80年代以来兴起的性能较好的谐波抑制装置,是比较热门的研究领域。本文介绍了有源电力滤波器的发展、分类及工作原理。分析了基于瞬时无功功率理论的p-q以及ip-iq谐波电流检测法,并利用MALTALB进行了仿真。本文还详细分析了滞环比较控制方式以及叁角波比较控制方式,并进行了仿真比较。在理论分析和仿真研究的基础上,设计了基于TMS320LF2812控制的并联型有源电力滤波器,对其软硬件构成进行了详细的介绍。在硬件方面,以TMS320LF2812为控制器,设计了电网电压过零检测电路和采样信号预处理电路,并设计了以MOSFET为核心器件的逆变主电路和相关电路的供电电源电路。在软件方面,用C语言编写程序实现采样时钟控制,并编写了主程序、谐波电流计算以及PWM流程图等。结合以上的硬件电路和控制程序的设计,研制了APF实验装置;对并联型有源电力滤波器进行了系统仿真,并进行了初步的实验研究。
陈小勇[4]2008年在《基于DSP的并联有源电力滤波器的研究》文中研究表明随着电力电子技术的迅速发展,越来越多的电力电子装置被应用到各个领域,其中相当一部分负荷具有非线性,产生的谐波对电网的影响和危害日益严重,若不加以控制,会严重影响整个电网经济、安全的运行,对电力谐波的实时补偿变得越来越重要。有源电力滤波器APF(Active Power Filter)是近年来提出的一种新型的谐波及无功动态补偿装置,与传统的无源LC滤波器相比较,具有响应速度快、补偿效果好和能够实现动态补偿的优点。本文以并联电压型有源电力滤波器作为研究对象,系统地分析了并联电压型有源电力滤波器的工作原理、补偿特性等问题。深入研究了基于瞬时无功功率理论的p-q法、基于瞬时无功功率理论下的改进型谐波电流检测的i_p-i_q法,对并联型有源电力滤波器的叁角波载波控制、电流滞环跟踪控制等电流控制策略进行了研究,并对传统的电流滞环跟踪控制进行了改进,同时引入直流侧电压反馈控制环节,以保证有源电力滤波器具有良好的补偿跟随特性,通过理论分析比较了各自的特点。在此基础上,研讨了有源电力滤波器主电路参数的选取原则以及以DSP处理芯片TMS320F2812为硬件核心的控制器硬件电路。硬件电路包括:电流采集电路、电平调理电路、采样触发信号形成电路等。在MATLAB环境下对基于该算法的并联型有源电力滤波器进行了建模仿真,仿真结果表明,有源电力滤波器能够对谐波电流起到了较好的补偿作用,具有较好的动态补偿特性。在CCS软件环境中,编写了数掘采集程序、谐波电流检测算法等DSP程序,调试成功并取得了正确的结果。
戴路加[5]2008年在《基于DSP的并联型混合有源电力滤波器的研究》文中认为有源电力滤波器被公认为是综合治理“电网污染”最有效的手段,同时它也是一种新型的电力电子装置,具有明显的技术优势和良好的发展前景,其研究和应用越来越受到人们的重视。本文分析了传统并联型有源电力滤波器的工作特性,针对其不足之处,提出一种简化的并联型混合有源电力滤波器,并对此拓扑的工作原理、数学模型和补偿特性进行了深入研究,此外还推导出并联型混合有源电力滤波器主电路参数的选取原则和方法;谐波和无功电流的检测方法是整个方案的关键之处,本文介绍了基于瞬时无功功率理论的谐波及无功电流实时检测方法,并在此基础上提出一种新的检测方法,检测谐波及无功电流的改进算法;控制策略是有源电力滤波器的又一关键技术,本文详细分析了并联型有源电力滤波器的控制策略,包括补偿电流跟踪控制和直流侧电压控制,补偿电流跟踪控制选用叁角波比较控制法,并采用带电压前馈控制的比例调节闭环控制,对直流侧电压采用PI闭环控制。本文完成了以TMS320LF2407 DSP为控制核心的并联型有源电力滤波器系统的硬件和软件设计,对系统的软硬件各部分的结构和功能分别作了详细的阐述。最后对并联型混合有源电力滤波器进行了系统的仿真,取得了满意的结果。仿真结果验证了本文提出的并联型有源电力滤波器的谐波检测算法和控制策略的正确性和有效性。
郭涛[6]2006年在《基于DSP控制的叁相叁线制并联有源电力滤波器研究》文中研究指明随着电力电子技术的飞速发展,越来越多的电力电子装置被应用到各个领域,其中相当一部分负荷具有非线性,电网污染越来越严重,电力谐波的实时补偿变得越来越重要。有源电力滤波器是70年代提出的一种新型的谐波及无功动态补偿装置,与传统的无源LC滤波器相比较,具有响应快、补偿效果好和能够实现动态补偿的优点。本文介绍了有源电力滤波器的发展及其应用、分类及工作原理。分析了基于瞬时无功功率理论的pq法、基于瞬时无功功率理论下的改进型谐波电流检测方法( i p ? iq法)、基于同步坐标变换的无功与谐波电流的检测方法。对并联型有源电力滤波器的叁角波载波线性控制、电流滞环跟踪控制、定频瞬时值控制等电流控制策略进行了研究,通过理论分析比较了各自的特点。对采用i p ? iq谐波电流检测和电流滞环跟踪控制技术的并联型有源电力滤波器进行了仿真研究,重点分析了影响有源电力滤波器补偿效果的滤波电感和采样电路截止频率。在理论分析和仿真研究的基础上,设计了基于TMS320F2407A控制的并联型电力有源滤波器,对其软硬件构成进行了详细的介绍。研制了实验样机,对并联型电力有源滤波器进行了初步的实验研究。
陈仲[7]2005年在《并联有源电力滤波器实用关键技术的研究》文中研究说明有源电力滤波器对于电能质量的调整和控制将是未来最重要的的先进手段之一,而其中,并联型有源电力滤波器过去和将来都将占据最主流的地位。目前国内有源电力滤波器市场正渴求具有自主知识产权和核心技术,并且价格合理的实际产品。本文针对最基础、最实用并且最利于产业化的并联有源电力滤波器进行了较为系统和深入的理论与应用研究,为其实用化奠定了较好的基础。 在运用并联有源电力滤波器对非线性负载进行补偿时,首先需要明确补偿策略,以便有目的和针对性地进行控制和补偿。文中首先基于瞬时无功功率理论,研究了叁相系统中两种主要的补偿控制策略,即网侧恒功率补偿策略和网侧正弦电流补偿策略。阐述了各自的机理,选择依据和补偿目标。文中总结了当前主流的谐波检测方法,提出了一种用于谐波和无功准确检测的改进同步坐标系法。 本文在建立并联有源电力滤波器数学模型(包括叁相叁线、电容中点式和四桥臂式叁种拓扑)的基础上,采用电流分解方法研究APF的直流侧电容电压波动和被补偿电流的谐波分布的关系。并且通过估算出的直流侧电容容量与电容电压纹波的关系,将为直流侧电容值的优化设计提供了依据。 并联有源电力滤波器主电路的设计是核心环节之一。文中通过对采用滞环电流控制的电容中点式有源电力滤波器的工作过程研究和分析,揭示了各参数之间的相互关联和制约关系。通过α-β两维平面上的矢量模型和矢量图形分析方法,基于对电流跟踪误差矢量的度量,推导出滤波器直流侧电容电压的临界值的表达式。此外,文中还分析了电感值选取原则和取值范围。 实时、高精度的谐波检测和控制是有源滤波器的重要部分。本文提出了一种基于DSP基波提取的混合型谐波检测改进方案设计,设计了系统DSP主程序软件,并解决了实际运行中易受到的抗干扰问题。本文在改进设计方案基础上,提出了在基于同步参考坐标系的谐波检测算法中引入基波相位补偿的策略,以克服时延,实现无延迟基波分量提取;此外本文提出了基于低速率采样设计策略对算法中对检测性能至关重要的数字低通滤波器的设计进行了优化。 在前几章的设计和分析基础上,建立了一台基于DSP控制的并联有源电力滤波器实验样机,并进行了相关的实验研究。为了保证系统稳定运行,对于直流侧电压闭环控制以及均压闭环控制分别进行了建模和分析,设计了相关的调节器;并精心设计了一套软启动方案。此外,针对实际应用问题之一,即整流电路交流侧电流所具有的高特征参数:如:谐波畸变率(THD)、电流峰值以及电流变化率(di/dt)等,本文探讨了采用负载交流侧串接阻抗来提高有源滤波性能的方法,相对于混合型滤波方案,成本低且可操作性强。 通过研究和实验证明,本文所研究、提出的关于并联有源电力滤波器补偿策
刘斌[8]2007年在《并联型有源电力滤波器的研究与实验》文中指出电力电子设备的大量使用使得谐波问题日益严重，谐波成为影响电能质量的主要因素。有源电力滤波器能对频率和幅度都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响，滤波特性很好，在治理电网谐波方面发挥重要作用。其研究和应用越来越受到人们的重视。本文在综合国内外有关文献的基础上，介绍了有源电力滤波器的发展历程、现状和趋势，以及有源电力滤波器的分类及拓扑结构，着重分析并联型有源电力滤波器的基本工作原理。对现有的几种谐波及无功电流实时检测方法进行了研究，并提出一种能克服非理想电网电压对谐波和无功电流检测带来的不利影响的谐波与无功电流检测算法。详细分析了并联型有源电力滤波器的控制策略，采用了基于电压空间矢量的控制策略对补偿电流进行控制，并用闭环控制的方法对直流侧电压进行了有效的控制。结合试验系统，介绍以TMS320F2812 DSP为控制核心的并联型有源电力滤波器系统的硬件和软件设计，对系统的软硬件各部分的结构和功能分别作了详细的阐述。并基于MATLAB软件建立了有源滤波器系统的仿真模型，对并联型有源电力滤波器系统进行了仿真研究。并在实验平台上进行实验，对采用的谐波电流检测算法和控制策略进行了实验验证。
刘宏亮[9]2008年在《混合型有源电力滤波器的研究》文中进行了进一步梳理有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)是一种滤除谐波电流和补偿无功功率的现代电力电子设备。但是在大功率的应用领域,它的成本高昂。为了使有源电力滤波器能够应用在大功率场合,并且降低传统有源电力滤波器的容量,本文对APF与晶闸管投切电容器(Tbyristor Switcbed Capacitor,TSC)相结合构成的混合有源电力滤波器系统进行了分析研究。该系统包含了有源电力滤波器良好的动态补偿性能和晶闸管投切电容器易于补偿大容量无功功率的特点,可以降低了整个系统的补偿成本,提高了效率。通过使用MATLAB仿真软件,对整个系统的控制方法、补偿性能和动态响应性能进行了仿真研究。仿真结果表明系统的补偿性能优异,在负载突变的时刻,系统能在不到叁个周期的时间内实现稳定,电源电流不到一个周期便可以形成良好正弦波形,对电容器投切时产生的冲击和震荡电流有很好的抑制作用。结果证明了该系统的可行性和稳定性。另外,本文搭建了基于DSP的晶闸管投切电容器的硬件试验电路,分析了硬件和软件的解决方案,对系统的补偿性能进行了分析。结果证明了方案的有效性。
黎群辉[10]2007年在《基于DSP的单相并联型有源电力滤波器研究》文中研究说明在现代电力系统中,随着各种非线性电力电子装置的大量应用,电能质量不断受到关注。这些装置向电力系统中注入谐波,使电网中的谐波污染日益严重,电能传输质量恶化。因此,解决谐波问题,变得日益重要。传统的谐波抑制方法是采用无源滤波器,但它存在许多缺陷,例如:滤波特性受系统参数的影响较大,只能消除特定的几次谐波,可能与系统产生并联谐振,谐波电流增加导致滤波器负荷过重等,使得谐波抑制效果受到影响。本文论述了一种新型、高效的基于DSP(数字信号处理器)控制的单相有源电力滤波器。系统采用瞬时无功功率理论和自适应噪声对消技术的人工神经网络来检测和分离出谐波和无功电流,通过脉冲宽度调制(PWM)的变流器技术来消除非线性负载引起的谐波。论文首先介绍了单相有源电力滤波器的基本原理,然后论述了主要硬件结构的设计,对所使用的数字信号处理器TMS320F240 DSP芯片的特性也进行了阐述。分析了基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q检测法,采用了FIR(有限冲击响应)型的数字低通滤波器来实现滤波。对PWM变流器中的滞环电流控制策略也进行了论述。文章最后通过MATLAB仿真,证明了该单相并联型有源电力滤波器设计方案的可行性。
参考文献：
[1]. 有源电力滤波器谐波与无功电流检测方法的研究[D]. 王党帅. 西安理工大学. 2008
[2]. 基于DSP的有源电力滤波器控制系统的设计与研究[D]. 王昭. 北京交通大学. 2007
[3]. 基于DSP的有源电力滤波器的研究与设计[D]. 陈登义. 广西大学. 2008
[4]. 基于DSP的并联有源电力滤波器的研究[D]. 陈小勇. 南京理工大学. 2008
[5]. 基于DSP的并联型混合有源电力滤波器的研究[D]. 戴路加. 兰州理工大学. 2008
[6]. 基于DSP控制的叁相叁线制并联有源电力滤波器研究[D]. 郭涛. 南京航空航天大学. 2006
[7]. 并联有源电力滤波器实用关键技术的研究[D]. 陈仲. 浙江大学. 2005
[8]. 并联型有源电力滤波器的研究与实验[D]. 刘斌. 北京交通大学. 2007
[9]. 混合型有源电力滤波器的研究[D]. 刘宏亮. 北京交通大学. 2008
[10]. 基于DSP的单相并联型有源电力滤波器研究[D]. 黎群辉. 中南大学. 2007
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