| 【中文题名】 | 基于DSP的三相并联型电力有源滤波器的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Three-Phase Shunt Active Power Filter Based on Digital Signal Processor |
| 【学科专业】 | 电力系统及其自动化 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-12-7 |
| 【中关键词】 | 电力有源滤波器,谐波检测,滞环控制,DSP,软件流程,仿真 |
| 【英关键词】 | active power filter,harmonics detection,hysteresis control,DSP,software flow chart,simulation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>基本电子电路>滤波技术、滤波器>有源滤波器> |
| 【论文摘要】 | 随着功率开关器件的大量应用，以及用户对电能质量要求的不断提高，以谐波治理为目的的各种电力电子装置应运而生。其中，三相并联型电力有源滤波器最具代表性。本文针对工业用户中普遍存在的谐波污染问题，对三相并联型电力有源滤波器进行了重点研究。主要从工程应用角度出发，对检测和补偿两个环节进行了研究和设计，为有源滤波器的工程应用积累了经验。
本文首先阐述了谐波治理的必要性，简要分析了有源滤波器的研究现状、分类、基本工作原理和常用的控制策略，给出了本文的研究重点。
从瞬时无功功率理论入手，通过详细理论推导和算例分析，结合数字仿真，对基于此理论的p-q法、i_p-i_q法两种谐波检测方法进行了研究，给出了两种检测方法的适用条件，决定采用i_p-i_q谐波检测方法作为最终的检测算法。
数字低通滤波器是决定谐波检测环节性能的关键之一，本文通过细致分析和系统的比较，确定了滤波参数、滤波器类型；分析了DSPTMS320LF2407A有限字长问题可能导致的滤波系统不稳定问题，提出了扩展有效位，提高运算精度的解决方案，并给出了算法流程；完成了基于汇编语言的软件设计，在DSP开发平台CCS2.... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-8 |
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第一章 绪论 |
8-13 |
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1.1 谐波问题的引出 |
8 |
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1.2 谐波的抑制措施 |
8-9 |
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1.3 电力有源滤波器 |
9-11 |
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1.3.1 电力有源滤波器的分类 |
9-10 |
|
1.3.2 工作原理 |
10 |
|
1.3.3 常用检测及控制策略 |
10-11 |
|
1.4 课题目的及意义 |
11-12 |
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1.5 本文主要工作 |
12-13 |
|
第二章 谐波检测方法研究 |
13-21 |
|
2.1 引言 |
13 |
|
2.2 谐波检测方法的理论分析 |
13-19 |
|
2.2.1 瞬时无功功率理论 |
13-15 |
|
2.2.2 p-q及ip-iq谐波检测理论分析 |
15-19 |
|
2.3 仿真分析 |
19-20 |
|
2.4 本章小结 |
20-21 |
|
第三章 谐波检测环节数字低通滤波器的设计 |
21-36 |
|
3.1 引言 |
21 |
|
3.2 低通滤波器设计时要考虑的基本问题 |
21-22 |
|
3.2.1 谐波检测各环节实时性分析 |
21-22 |
|
3.2.2 低通滤波环节的检测误差分析 |
22 |
|
3.3 数字低通滤波器模型的确定 |
22-28 |
|
3.3.1 滤波指标的确定 |
22-24 |
|
3.3.2 几种模拟滤波器模型的比较 |
24-27 |
|
3.3.3 LPF传递函数的确定 |
27-28 |
|
3.4 软件设计及实验结果分析 |
28-35 |
|
3.4.1 软件实现存在的问题 |
28 |
|
3.4.2 定点DSP的几个基本问题 |
28-30 |
|
3.4.3 扩展有效位后的乘法运算 |
30-32 |
|
3.4.4 软件实现 |
32 |
|
3.4.5 实验设计说明 |
32-35 |
|
3.4.6 实验结果分析 |
35 |
|
3.5 本章小结 |
35-36 |
|
第四章 谐波补偿环节的设计及优化 |
36-46 |
|
4.1 引言 |
36 |
|
4.2 补偿环节控制策略选取 |
36-38 |
|
4.3 滞环比较控制下的谐波问题分析 |
38-41 |
|
4.3.1 开关噪声的定性分析 |
38-39 |
|
4.3.2 不同滞环宽度下的补偿分析 |
39-40 |
|
4.3.3 固定滞环宽度下的频谱分析 |
40-41 |
|
4.4 模拟低通滤波器的设计 |
41-43 |
|
4.4.1 滤波器模型的选取 |
41 |
|
4.4.2 Butterworth LPF的参数设计 |
41-43 |
|
4.5 仿真试验及参数优化 |
43-45 |
|
4.5.1 仿真结果分析 |
44-45 |
|
4.5.2 参数优化 |
45 |
|
4.6 本章小结 |
45-46 |
|
第五章 系统设计及仿真 |
46-54 |
|
5.1 引言 |
46 |
|
5.2 系统主要环节实现 |
46-49 |
|
5.2.1 基于PLL的自适应采样及A/D环节 |
47-48 |
|
5.2.2 坐标变换的实现 |
48-49 |
|
5.2.3 PWM控制脉冲生成 |
49 |
|
5.3 系统软件设计 |
49-50 |
|
5.4 系统仿真 |
50-53 |
|
5.4.1 仿真模型的建立 |
50-51 |
|
5.4.2 仿真结果分析 |
51-53 |
|
5.5 本章小结 |
53-54 |
|
第六章 总结及展望 |
54-56 |
|
6.1 总结 |
54 |
|
6.2 后续工作展望 |
54-56 |
|
致谢 |
56-57 |
|
参考文献 |
57-60 |
|
附录A 滤波器系数表 |
60-61 |
|
附录B 部分IIR源程序 |
61-68 |
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个人简历 在读期间发表的学术论文 |
68 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.381168 |
