文档介绍：摘要随着电力电子装置的广泛应用,电力系统的谐波和无功问题日益严重。传统的无功补偿及谐波抑制方法已难以满足现代电力系统的需要。作为一种新型的补偿装置,有源电力滤波器,以其对电网负载、系统参数变化的自适应能力和较高的反应速度被认为是目前最具发展潜力的无功和谐波补偿方法,因而得到了迅速的发展,在国外已开始应用于实际生产中。目前,我国对有源电力滤波器的研究和开发尚处于实验阶段,暂时没有大容量的成熟产品投入使用,因此对有源电力滤波器的研究具有十分重要的意义。本文以数字信号处理芯片:诵目刂菩酒椭悄芄β誓?为功率单元设计了一台补偿容量约为牡ヒ徊⒘P托∪萘坑源电力滤波器实验装置,详细讨论了滤波器的主电路和控制电路设计过程,其中包括信号采集和调理回路,直流侧稳压电容、交流侧滤波电感的选择,直流电压传感器以及主电路外围保护电路的设计。文中采用一种有别于传统程序开发的方法编制了滤波器实验装置的软件,其中包括依据相关的经验公式,通过实验调试的方法选择了指令电流跟踪回路和直流侧电容电压控制回路的控制器的参数,合理选择了低通数字滤波器的相关参数,以既保证指令信号的实时性,又满足滤波器的滤波效果。最后,给出了实验波形和数据分析,验证了滤波器硬件和软件设计的基本合理性。关键词有源电力滤波器,瞬时无功功率理论,智能功率模块,基于牟⒘P陀性吹缌β瞬ㄆ魇笛樽爸玫难兄
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论课题的研究背景及意义理想的电力系统电压应该是固定的频率以及规定的幅值,而电流应和系统电压同相且为正弦波。但随着电力电子技术的发展,电力电子装置得到日益广泛的应用,电力电子设备自身的非线性特性,为电网系统引入了大量的谐波和无功污染【。谐波污染对电网和用电设备造成了严重的危害,主要包括以下几个方面巢ㄊ构玫缤玫缟璞覆郊有巢ㄋ鸷模档土讼低撤⒌纭⑹涞纭配电、用电设各的效率。巢ㄓ跋煊玫缟璞傅恼9ぷ鳌R鸬缁郊铀鸷摹⒒嫡穸⒃声、过电压,使变压器局部过热,使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命减短,⒘:痛P痴瘢佣斐尚巢ǚ糯螅泳缧巢巢ɑ岬贾录痰绫;ず妥远爸玫奈蠖鳎跋斓缙饬恳潜淼恼芳量和部分传感器的正常工作。巢ɑ岫愿浇耐ㄐ畔低巢扇拧目前解决谐波问题方法的有主动式和从动式。主动式即对电力电子装置本身进行改造,使其不产生谐波且功率因数为绮捎萌ǹ匦推骷腜整流器、功率因数校正⒍嘀鼗际醯龋馐堑缌Φ缱蛹际跷蠢捶⒄沟姆较颍皇合于作为主要谐波源的电力电子装置;从动式即装设滤波补偿装置,这种方法适用于各种谐波源,既可分散补偿也可集中补偿传统的谐波抑制和无功补偿方法是无源滤波技术,即使用由电力电容器、电抗器等无源器件构成无源滤波器,该无源滤波器与需补偿的非线性负载并联,、结构简单、运行可靠、维护方便的优点,但它也存在如下缺点:荒芤种乒潭ǖ募复涡巢ǎ⒍阅炒涡巢ㄔ谝欢ㄌ跫禄岵痴穸影响。谐波放大;基于牟⒘P陀性吹缌β瞬ㄆ魇笛樽爸玫难兄
课题的发展现状和前景荒懿钩ス潭ǖ奈薰β剩员浠奈薰Ω涸夭荒芙芯凡钩ィ渎瞬ㄌ匦允芟低巢问跋旖洗螅移渎瞬ㄌ匦杂惺焙苣延氲餮挂G笙协调;亓坑胩寤洗蟮鹊取针对无源滤波技术的上述缺点,年,提出用姹淦鞴钩伞坝源电力滤波器”甏院螅捎诘缌Φ缱悠骷捌淇制技术的发展,际醯姆⒄怪鸩阶呦虺墒欤诠庖训玫焦惴河τ谩与无源滤波器相比,哂懈叨瓤煽睾涂焖傧煊Φ奶匦裕⑶夷芨俨钩各次谐波、自动产生所需变化的无功功率,其特性不受系统影响,无谐波放大危险,相对体积重量较小等突出优点,因而已成为电力谐波抑制和无功补偿的重要手段。。⒈淼穆畚中,描述了通过向交流电网中注入三次谐波电流来减少电源电流中的谐波成分,从而改善电源电流波形的新方法。在该文中虽未出现有源电力滤波器一词,但其描述的方法是有源电力滤波器基本思想的萌芽。年,甋蚑.⒈淼穆畚摹】中,首次完整地描述了有源电力滤波器的基本原理。但由于当时是采用线性放大的方法产生补偿电流,其损耗大,成本高,因而仅在实验室中研究,未能在工业中应用。年,热颂岢隽瞬捎肞控制交流器构成的有源电力滤波器【,确立了有源电力滤波器母拍睿妨⒘擞性吹缌β瞬ㄆ髦鞯缏返幕拓扑结构和控制方法。从原理上看,涣髌魇且恢掷硐氲牟钩サ缌鞣⑸缏罚但由于当时电力电力技术的发展水平还不高,全控型器件功率小、频率低,因而有源电力滤波器仍局限于实验研究。进入年代,随着电力电子技术以及控制技术的发展,对有源电力滤波器的研究逐渐活跃起来,是电力电子技术领域的研究热点之一。这一时期的一个重大突破是,年赤木泰文等人提出了“三相电路瞬时无功功率理