| 【中文题名】 | 基于DSP控制的电力系统有源滤波和无功补偿装置的研究 |
| 【英文题名】 | Research on the Device of Power System Active Power Filter and Reactive Compensation Based on DSP Control System |
| 【学科专业】 | 电机与电器 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-4-17 |
| 【中关键词】 | 有源滤波,无功补偿,数字信号处理器,数字滤波,脉宽调制, |
| 【英关键词】 | Active Power Filter,Reactive Compensation,DSP,Digtial Filter,PWM, |
| 【分类导航】 | 工业技术>电工技术>输配电工程、电力网及电力系统>电力系统的自动化>自动调整> |
| 【论文摘要】 |
随着电力电子装置的广泛应用,人们对电能变换的控制能力日益提高。但这些非线性装置所产生的无功和谐波污染也给电网带来越来越严重的危害。研究有源电力滤波器以补偿电力电子装置所引起的无功和谐波污染已成为电力电子应用技术中的一个重大研究课题。
本文主要研究一种基于DSP控制的运用于高压电力系统的新型大容量补偿装置,它结合了有源滤波器(APF)和静止无功补偿发生器(SVG)的优点,在抑制电网谐波的同时进行无功补偿。
传统补偿装置主要采用模拟控制。但模拟控制存在电路复杂、控制性能差、易受环境干扰等缺点。本文提出以TI公司TMS320LF2407高速处理器为核心的数字控制系统。更重要的是,该补偿装置使用的电抗和电容元件比传统SVC中的电抗器和电容元件小。大大缩小了装置的体积和成本。
另外,由于补偿装置中IGBT模块的额定工作电压的限制,若要将其运用于高压系统需要连接特殊的升压变压器,成本较高。如果能够借助一些辅助的外电路解决功率器件串联工作时的均压问题,那么就可以省去升压变压器的投资,降低了成本。这也是本文的一个研究方向。
本文首先回顾了电力系统有源滤波和无功补偿的发展情况,然后阐述... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-7 |
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第一章 绪论 |
7-12 |
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1.1 谐波及其抑制方法 |
7-9 |
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1.1.1 谐波的危害 |
7-8 |
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1.1.2 谐波的抑制 |
8-9 |
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1.2 无功及其补偿方法 |
9-12 |
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1.2.1 无功的危害 |
10 |
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1.2.2 无功补偿 |
10-12 |
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第二章 基于DSP 的电力系统有源滤波和无功补偿装置的工作原理与关键技术 |
12-18 |
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2.1 基于DSP 的电力系统有源滤波和无功补偿装置的工作原理 |
12-14 |
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2.1.1 工作原理 |
12-13 |
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2.1.2 系统的补偿特性分析 |
13-14 |
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2.2 基于DSP 的电力系统有源滤波和无功补偿装置的关键技术 |
14-18 |
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2.2.1 无功和谐波电流检测技术 |
15-16 |
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2.2.2 PWM 控制技术 |
16-18 |
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第三章 基于DSP的电力系统有源滤波和无功补偿装置控制系统的硬件设计 |
18-28 |
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3.1 DSP 控制芯片与A/D、D/A 及PWM 电路 |
19-24 |
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3.1.1 数字信号处理器的发展状况 |
19-21 |
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3.1.2 DSP 控制芯片 |
21-22 |
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3.1.3 A/D 转换电路 |
22-23 |
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3.1.4 D/A 转换电路 |
23 |
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3.1.5 PWM 电路 |
23-24 |
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3.2 采样周期信号发生电路 |
24-26 |
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3.3 非线性负载电流的检测与调理电路 |
26-28 |
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3.3.1 LEM 霍尔传感器的特点 |
26 |
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3.3.2 电流采样与转换电路 |
26-28 |
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第四章 基于DSP 的电力系统有源滤波和无功补偿装置主逆变电路的硬件设计 |
28-36 |
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4.1 逆变器容量的计算 |
28-29 |
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4.2 逆变器输出滤波电感和直流侧电容的设计 |
29-30 |
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4.3 逆变器功率开关器件的选择 |
30-31 |
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4.4 逆变器驱动电路的设计 |
31-32 |
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4.5 高压电力系统中逆变器的改进 |
32-36 |
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4.5.1 IGBT 端电压过冲均衡措施 |
33 |
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4.5.2 IGBT 直接串联均压的控制方法 |
33-36 |
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第五章 基于DSP 的电力系统有源滤波和无功补偿装置的控制算法和软件设计 |
36-50 |
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5.1 程序流程的设计 |
36 |
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5.2 谐波与无功电流的计算 |
36-42 |
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5.2.1 谐波与无功电流的计算流程 |
36-39 |
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5.2.2 数字低通滤波器的设计 |
39-42 |
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5.3 直流侧总电压闭环控制的设计 |
42-44 |
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5.4 直流侧上下电容电压均压闭环控制的设计 |
44-47 |
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5.5 PWM 脉冲输出设计 |
47-48 |
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5.6 程序中数字的表示方法及其精度 |
48-50 |
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第六章 基于DSP 的电力系统有源滤波和无功补偿装置的仿真分析及样机实验 |
50-61 |
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6.1 基于DSP 的电力系统有源滤波和无功补偿装置的数字仿真 |
50-57 |
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6.1.1 MATLAB及SIMULINK简介 |
50-51 |
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6.1.2 电力系统有源滤波和无功补偿装置的仿真模型的建立 |
51-53 |
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6.1.3 谐波电流检测单元 |
53 |
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6.1.4 PWM 脉冲发生单元 |
53-54 |
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6.1.5 仿真结果分析 |
54-57 |
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6.2 基于DSP 的电力系统有源滤波和无功补偿装置的样机实验 |
57-59 |
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6.3 仿真与实验结果比较 |
59-61 |
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第七章 总结 |
61-62 |
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参考文献 |
62-65 |
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发表论文和科研情况说明 |
65-66 |
|
致谢 |
66 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.382424 |
