本文選題：三相并聯(lián)有源濾波器　切入點：FBD　出處：《南京理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著科學技術的飛速發(fā)展,新能源并網(wǎng)技術更頻繁地投入到生產(chǎn)中,非線性負載也更多地應用在電力系統(tǒng)中,這不可避免的帶來了無功和諧波污染的問題。為補償無功和盡可能地削弱諧波,人們開始把有源電力濾波器(APF)作為主要的研究方向,依靠它實時性強、補償能力強、抗干擾性能優(yōu)異等特點,在電力控制領域和工程實際中廣泛運用。本文的研究對象是三相并聯(lián)有源濾波器,先闡述了基本原理,選定好拓撲,建立了正常工作的數(shù)學模型,然后基于模型選定了諧波檢測、補償控制的方法以及電壓調制的策略,確定了主電路參數(shù),并設計出硬件控制電路和輔助主電路的軟件程序,最后在matlab中仿真,證實本文設計方案的正確性和可行性。本文先敘述了諧波的概念和改善電能質量的方式,說明了有源濾波器的背景、發(fā)展和熱點技術,并介紹了它的優(yōu)勢和分類情況,通過比較幾種三相四線濾波器的常見結構,選定電容中分型為重點內容,并建立數(shù)學模型來說明其工作原理。然后,本文研究了 ip-iq法和FBD法,并分別加以改進,形成將兩者結合的新型FBD諧波檢測法;通過比較無差拍控制、預測控制的特點,提取預測法的優(yōu)勢應用到無差拍法中,改進為新型無差拍法作為本文的補償方式,并選擇空間電壓矢量的調制策略。接下來,文章設計了 APF主電路,包括器件的選擇及參數(shù)設置;并設計了以TMS320F28335芯片為核心的的硬件電路,包括采樣調理、檢測控制、驅動保護等單元,并在Altium Designer中畫出了原理圖;在硬件基礎上設計了系統(tǒng)的軟件流程,由主程序、中斷程序、計算程序三部分構成,作出了各自的流程圖。最后,按照之前的理論分析和參數(shù)設計,在matlab中搭建模型展開仿真,以電網(wǎng)電流的頻譜、負載電流和中線電流的波形、直流側電壓是否穩(wěn)定等為依據(jù),說明了本文設計的三相并聯(lián)APF在電網(wǎng)中的補償性能十分良好,能夠很好地濾除諧波和抵御電壓畸變、負載突變這些意外情況。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology, the new energy grid technology is put into production more frequently, and the nonlinear load is applied more frequently in the power system. In order to compensate reactive power and weaken harmonics as much as possible, active power filter (APF) is regarded as the main research direction. It is widely used in the field of electric power control and in engineering practice because of its excellent anti-jamming performance. The research object of this paper is three-phase shunt active power filter. First, the basic principle is expounded, the topology is selected, and the mathematical model of normal operation is established. Then based on the model, the harmonic detection, compensation control method and voltage modulation strategy are selected, the main circuit parameters are determined, and the software program of hardware control circuit and auxiliary main circuit is designed. Finally, the simulation is done in matlab. In this paper, the concept of harmonics and the way to improve power quality are described, the background, development and hot spot technology of active filter are explained, and its advantages and classification are introduced. By comparing the common structures of several three-phase four-wire filters, the classification of capacitors is selected as the key content, and a mathematical model is established to illustrate its working principle. Then, the ip-iq method and the FBD method are studied and improved respectively. A new FBD harmonic detection method combining the two methods is formed. By comparing the characteristics of non-beat control and predictive control, the advantages of the prediction method are extracted and applied to the non-beat method, which is improved to a new non-beat method as the compensation method in this paper. Then, the main circuit of APF, including device selection and parameter setting, is designed, and the hardware circuit based on TMS320F28335 chip is designed, which includes sampling and conditioning, detection and control. The software flow chart of the system is designed on the basis of hardware, which consists of three parts: main program, interrupt program and calculation program. Finally, the flow chart of the system is made up of three parts: the main program, the interrupt program and the calculation program. According to the previous theoretical analysis and parameter design, a simulation model is built in matlab, which is based on the frequency spectrum of power grid current, the waveform of load current and midline current, and whether the DC side voltage is stable or not. It is shown that the three-phase parallel APF designed in this paper has a very good compensation performance in the power network, and it can filter harmonics and resist voltage distortion and load mutation.
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM761

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