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并联型有源电力滤波器研制及其应用仿真研究

李山德  
【摘要】:随着电力电子技术的发展,电子计算机、变频器等大量基于电力电子技术的用电设备进入了人们的生活。而这些用电设备作为非线性负载在消耗有功功率的同时,释放出大量的谐波电流和吸收了大量的无功功率。这些都对电网造成污染。同时精密机械等对电能质量要求甚高的用电设备在工业上也大量地使用。被污染的电网会对这些用电设备造成一系列的后果:工作不正常和损坏用电设备。电能质量问题成为国内外的热点。 解决电能质量问题的方法主要有2:主动型,即从装置本身出发,设计不产谐波、不吸收无功功率和三相对称的用电器;被动型,即外加补偿装置,比如在电力系统中加LC滤波器,或加有源滤波装置等。现阶段采用后一种方式更可行。 本文针对并联型有源滤波器的设计和应用研究开展工作,确定滤波器的结构和控制原理,设计滤波器主电路和控制电路,对元件参数选择进行探讨,采用先进的方法开发滤波器软件,进行滤波器实验装置的前期制作,采用仿真方法分析滤波器的应用效果。 本文对并联型有源电力滤波器的电流检测方法、电流跟踪控制方法、直流侧电压控制方法和直流侧电容参数、输出电感参数的选择等进行研究和探讨。通过理论和仿真手段,确定了直流侧电压、直流侧电容和输出电感的参数。完成了包括主电路、DSP外围控制保护电路和数据采集电路在内有源滤波器硬件电路设计和制作。 本文运用MATLAB 7.2(R2006a)的Embedded Target for the TI TMS320C2000(ETTIC2000)Ver.2.0和Link for Code Composer Studio Ver.1.5在Simulink中进行直接图形编程并生成代码的方法编制了有源电力滤波器DSP程序。 本文建立有源滤波器和某企业电阻加热炉模型,仿真考查有源滤波器的补偿效果。分别对不同触发角下电阻炉对称负载和不对称负载的情况进行仿真,结果表明,所设计的滤波器无论对于谐波还是不对称电流都能取得良好的补偿效果。


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