基于dsp的并联有源电力滤波器研究

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1、顾：l：论文批十DSP的并联仃源Ib力滤波器的研究(3)随着谐波源的增加，谐波电流超量时，可能会引起滤波器的过负荷。(4)根据高次谐波次数的多少，需设置多个LC滤波电路，并且当滤波器投入运行之后，如果高次谐波的次数和大小发生了变化，便会影响滤波效果。(5)其谐波特性受电网结构、工作状态和电源频率漂移影响很大，难以获得预期的滤波效果。．(6)同一系统内，在装有很多滤波器的情况下，欲取得高次谐波流入的平衡是很困难的。．(7)LC滤波器电路会因系统阻抗参数变化而发生与系统并联谐振问题，从而使装置无法运

2、行。’(8)对于特殊的谐波或当系统阻抗和频率变化时，有可能因与电源阻抗并联谐振而产生“谐波放大现象”，使电路无法正常工作。(9)消耗大量的有色金属，体积大，占地面积大。由于无源滤波装置存在许多缺点和不足，为了解决这些问题，人们做了许多研究和探讨，其中最有代表意义的是有源电力滤波器。有源电力滤波器是一种动态抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置，它能对频率和大小都变化的谐波和无功进行补偿，可以弥补无源滤波器的不足，获得比无源滤波器更好的补偿特性，是一种理想的补偿谐波装置，它是目前电力电子技术领域研究

3、热点课题之一。1．4有源电力滤波器的发展现状和研究趋势1．4．1有源电力滤波器的研究现状有源电力滤波器的发展最早可以追溯到20世纪60年代末。1969年B．M．Bird和J．F．Marsh在其发表的论文中，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。虽然文中没有有源电力滤波器一词，但其描述的方法是有源电力滤波器的基本思想的萌芽。1971年，H．Sasaki和T．Machida在论文中首次完整地描述了有源电力滤波器的基本原理。但是由于当时是采用线

4、性放大的方法产生补偿电流，损耗大，成本高，因而仅在实验室中研究，没能在工业中实用。1976年，L．Gyugyi等人提出了采用PWM控制变流器构成的有源电力滤波器，确立了有源电力滤波器的概念，主电路的基本拓扑结构和控制方法。从原理上看，PWld变流器是一种理想的补偿电流发生器，但由于当时电力电子技术的发展水平有限，全控型器件功率小、频率低，因而有源电力滤波器还只限于实验研究。进入80年代，随着电力电子技术以及PWM控制技术的发展，有源电力滤波器的研究逐渐活跃起来，成为电力电子技术领域的研究热点之一

5、。这一时期的一个重大突破5’I绪论foi{二I：论文是1983年赤目泰文(H．Akagi)等人提出了“--,fl电路瞬时无功功率理论"，以该理论为基础的谐波和无功电流检测方法在有源电力滤波器中得到了成功的应用，极大地促进了有源电力滤波器的发展【l¨。同时，大功率全控器件的不断发展和成熟、PWM调制技术的不断进步和大规模集成电路的飞速发展，使得有源电力滤波器从理论和实验研究进入到了广泛实用的阶段。1．4．2有源电力滤波器的发展趋势有源电力滤波器经过多年的发展，技术日益成熟，其主电路拓扑结构和控制方

6、法发生了很大的变化，但都是根据对偶原理或通过混合逐步演变而来的。所以，存在对APF的一般性定义：将系统中所含的有害电流(高次谐波电流、无功电流及零序负序电流)检测出来，并产生与其反相的补偿电流，以抵消输电线路中的有害电流的电力变换装置。有源滤波作为改善供电质量的一项重要技术，在同本、欧洲、美国等工业化国家已得到高度重视和日益广泛应用【12】，从应用的情况来看，其发展趋势如下：(1)谐波电流检测方法和控制策略的进一步研究。(2)补偿装置的数字化、智能化和多功能化，提高系统集成度和可靠性，增加滤波器

7、功能，。使其除能补偿谐波电流外，还能够抑制电压闪变以及电压不平衡等，具备综合补偿功能。’(3)通过PWM调制和提高丌关器件的等效开关频率实现对高次谐波的有效补偿。(4)提出新的拓扑结构，提高有源滤波系统补偿性能，’降低有源滤波器的成本，提高效率。·1．5本文的主要工作通过查阅大量的国内外文献资料，对并联有源电力滤波器的谐波电流检测方法、控制策略、系统结构、滤波原理及软硬件实现方法进行了深入的研究，并建立了仿真模型进行了仿真分析，验证了系统的正确性。本课题的主要工作包括以下几个方面：(1)。对谐波

8、与无功功率的产生机理、有源电力滤波器的发展历史、国内外研究现状及发展趋势做综合性调研，在此基础上研讨有源电力滤波器的基本原理、分类、不同类型有源电力滤波器的系统构成、有源电力滤波器的控制方法和主电路形式，通过比对总结出各种方式的优缺点和适用性。(2)研究了有源电力滤波器的谐波检测方法和控制策略，论文对三相电力系统中基于瞬时无功功率理论的谐波与无功电流检测方法(P—日检测法，i。一乞检测法)进行研究。在此基础上，研讨了三角载波控制、电流滞环比较控制等控制方法，总结出各种方式的优缺点和适用性。并对直