有源电力滤波器控制器的研制及其应用毕业论文.doc

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1、硕士学位论文有源电力滤波器控制器的研制及其应用毕业论文目录学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书I摘要IIAbstractIII第1章绪论11.1电力系统谐波11.1.1电力系统谐波产生的原因11.1.2电力系统谐波危害21.1.3电力系统谐波研究现状41.2电力系统谐波治理方法51.3有源电力滤波器的发展现状61.4有源电力滤波器控制器的技术特点91.5本文的研究背景及主要内容11第2章有源电力滤波器控制器硬件研制122.1基于DSP的控制器系统硬件结构122.1.1主处理器模块介绍122.1.2采样电路模块的设计16

2、2.1.3硬件倍频电路模块的设计172.1.4串行通信接口电路的设计192.1.5脉冲触发电路及IPM模块驱动电路设计192.1.6液晶显示和矩阵键盘电路设计222.2基于DSP的控制器PCB制板注意事项232.3本章小结24第3章谐波实时电流检测方法及DSP实现253.1常用谐波检测算法253.2简化的DFT滑窗迭代算法273.2.1傅立叶变换基础273.2.2DFT频域滤波器原理分析283.2.3DFT滑窗迭代算法时域实现3185硕士学位论文3.2.4DFT滑窗迭代算法的软件实现333.3本章小结36第4章有源电力滤波控

3、制器系统软件设计374.1系统软件开发环境及前期数据格式设计374.1.1DSP开发环境程序开发流程374.1.2数据格式的设定384.2监控模块软件设计394.2.1键盘控制程序设计404.2.2液晶显示菜单程序设计414.2.3液晶菜单界面模块设计444.3PWM信号调制程序设计474.4PI控制程序设计514.5主程序及中断程序的设计524.6本章小结55第5章有源电力滤波器的工程应用565.1工程项目的背景介绍565.2工程项目方案设计575.2.1串联谐振注入式HAPF补偿方案介绍585.2.2无源支路参数和容量设

4、计595.2.3输出滤波器和耦合变压器设计615.2.4逆变电路的设计635.3串联谐振注入式HAPF的工程应用645.3.1高压开关柜、无源支路和隔离变压器655.3.2有源逆变屏及有源逆变控制器655.3.3有源输出屏665.3.4现场应用效果665.4本章小结67总结与展望68参考文献70附录A攻读学位期间获得的研究成果75附录B控制系统原理图76附录CS1D1335内置字符代码表84致谢8585硕士学位论文第1章绪论随着现代工业的发展，一方面企业对用电质量要求越来越高，另一方面电力电子装置的大量应用，工业电网中非线性

5、负载越来越多，严重影响了工业用电的质量，这二者形成严重的矛盾，使得谐波问题引起人们越来越多的关注。随着电力电子技术的发展，谐波抑制技术也取得了一些突破性的进展。本章首先介绍了电力系统谐波，简要叙述了谐波抑制的主要方法，介绍了有源滤波器的发展状况并就有源电力滤波器的控制器的一些技术性能作一些说明，最后介绍了论文的研究背景和主要内容。1.1电力系统谐波目前，世界各国电力工业中，几乎都是采用正弦供电方式。在理想的电力系统中，电源以单一恒定频率（50Hz或60Hz）的正弦变化规律向电网供电，系统中各点的电流、电压都是以单一恒定的供电

6、频率随时间按正弦规律变化的量。一般来说，一个实际的电力系统基本上能满足理想电力系统的条件。但随着技术的发展，电力系统中的非线性负载的比重不断增加，理想电力系统的近似程度变差，直接表现是电力系统中的电流和电压波形产生畸变。从频域的观点，在这些电流和电压的波形中，不仅包含与供电电源同频率的正弦量（称为基波分量），而且出现一系列频率为基波频率整倍数的正弦波分量（称为高次谐波分量），这一系列正弦分量统称为电力谐波。在IEEE标准519-1981中谐波定义为：“谐波为一周期波或量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍”。在国际电工标准

7、（IEC555-2）与国际大电网会议(CIGRE)的文献中定义：“谐波分量为周期量的傅立叶级数中大于1的h次分量”。1.1.1电力系统谐波产生的原因在早期的电网中，电力传输线路中谐波含量并不高，可以忽略不计，但是随着科技的进步，现代电网中谐波的含量比例越来越高。电网谐波主要来自于3个方面：一是电源质量不高产生谐波；二是输配电系统产生谐波；三是用电设备产生的谐波。其中用电设备产生的谐波最多。发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因，发电机也会产生一些谐波，但一般来说很少。这种谐波电动

8、势的频率和幅值只取决于发电机本身的结构和工作情况，基本与外接负载无关，可以看作谐波电压源。85硕士学位论文输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇