基于DSP的混合型有源电力滤波器的应用研究

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1、摘要摘要随着我国国民经济的飞速发展，我国电网也在日益发展壮大。各工、矿、企、事业部门及社会生活负荷与日俱增。与此伴随的是电网中用电负荷日趋复杂化和多样化，由此带来的问题是一些具有非线性、冲击性、不平衡特征的用电设备，会产生大量谐波分量，使供电波形畸变，严重地影响到电网设备的运行寿命和供电质量。而随着社会经济的发展，用户对供电可靠性及供电质量的要求越来越高，对谐波影响导致的设备损耗及低效能越来越敏感，因此有效治理电网谐波污染具有十分重要的意义。目前治理谐波污染主要有无源滤波器和有源滤波器两种方式。无源电力滤波器可消除

2、主要的谐波功率电流，有源电力滤波器可以提高总体的补偿效果。该设计基于无源电力滤波器和有源电力滤波器特点，博采众长，构成一种并联混合型的有源滤波器。通过建立混合滤波器数学模型，以混合滤波器的总容量为目标函数，在目标函数最小化的基础上实现滤波和无功补偿的需要，同时满足实际应用中的有源滤波器的容量不能太大、无源滤波支路的滤波率不能太低的要求；并采用瞬时无功功率的方法，对其整体容量配置进行了优化设计。本文基于DSP重点研究一种并联混合型有源电力滤波系统的实现，它由无源滤波器和小容量有源滤波器串联构成，与被补偿的谐波负载并联

3、连接，控制有源滤波器输出，使滤波器串联支路对各次谐波的阻抗都为零，大大提高了无源滤波器的滤波效果，从而解决了单独使用LC无源滤波器时存在的问题。基于瞬时无功功率理论的玷．iq算法，讨论了直接应用高通滤波器(HPF)实时检测高次谐波电流的一些相关问题。另外，本文还研究了低通滤波器参数对谐波检测效果的影响，为谐波检测电路的设计提供了依据和参考。本设计中，以数字方式通过MCU测量直流侧电容电压，然后使用高速串行口经光电隔离后送入DSP中进行处理，简化了电路设计并且提高了系统可靠性。DSP芯片采用高速的32位TMS320F

4、240，大大提高补偿电流计算速度，并采用全数字化的方式实现电流的滞环跟踪，直接通过DSP芯片的PWM输出口输出数字量控制IPM模块的开通和关断。关键词有源电力滤波器；无源电力滤波器；瞬时无功功率；谐波电流．1．山东大学硕卜学位论文ABSTRACTAstherapiddevelopmentofthenationaleconomyandpowerindustry，thecontradictionsbetweenPowersupplyanddemandhavebeenresolvedgradually．However，b

5、ecauseofthecomplicationanddiversificationofthepowerload，someapplicationdevicesthatcontainnoIllinear、impulsive、unbalancedloadandabundantharmonics，forexamplethepowerequipmentslikesemiconductorrectifier，inversiondevice’Sandfrequencyconversionspeeder，canaffectpowe

6、rsupplynetworkrespectively．Today，customershaveraisedhigherdemandonpowersupplyquality，SOeffectivelyhandlingpowernetworkharmonicpollutionhasanimportantsignificance．nlerearetowmethodsActivePowerFilterandPassivePowerFiltertohandleharmonicpollution．PassivePowerFilt

7、ercaileliminatethemainharmonicpowercurrent，whileActivePowerFilterCallimprovetheoveralle虢Ct．Inthedesign，basedontheseadvantagesofActivePowerFilterandPassivePowerFilter，wepresenttheHybridActivePowerFilter．Weestablishedthemathematicalmodelwithobjectivefunctionofwh

8、ichiSthetotalcapacityoftheHybridActivePowerFilter．Basedonmillimizingobjectivefunction，ConsiderneedoffilteringandReactivePowerCompensation，meanwhile，considerthatintherealapplication