串联谐振注入式混合有源滤波器的研究

摘要

随着大量非线性电力电子装置的广泛应用，使电网中的谐波污染日益严重，造成系统的功率因数很低，给电网带来额外负担并影响供电质量和运行安全。
　　 针对电网中的谐波污染及功率因数低的问题，采用电力滤波装置就近吸收谐波源所产生的谐波电流，是抑制谐波污染的有效措施，虽然与无源滤波器相比，APF具有高度的可控性和快速响应性，但是由于考虑APF的成本较高，所以在高压大容量的场合采用混合式有源滤波器。本文提出的串联谐振注入式混合有源滤波器。
　　 本文分析了国内外谐波滤除装置的研究背景与发展现状，对串联谐振注入式混合有源滤波器主回路及工作原理进行了介绍，对各元件的参数进行了选择计算，并对谐波电流检测算法进行了详细介绍。
　　 由于目前对混合有源滤波器的控制方法有很多，本文详细介绍了空间矢量控制算法，并将其作为控制策略。而直流侧电容电压稳定性控制上采取了PI控制器调节控制。此外，本文对并联混合有源滤波器各个具体的硬件电路进行了设计，包括控制芯片的选择，IGBT驱动电路、通信模块、电源电路、开关量电路等。
　　 通过对仿真结果分析，可以看出本文所设计的串联谐振注入式混合有源滤波器具有很好的滤除谐波能力并能提高系统的功率因数。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 我国谐波现状及其治理意义

1.2 谐波治理的措施

1.3 混合有源滤波器的发展及国内外研究状况

1.4 本文的研究内容

第2章 串联谐振注入式混合有源滤波器分析

2.1 有源滤波器的工作原理分析

2.2 混合有源滤波器的拓扑结构分析

2.3 串联谐振注入式混合有源滤波器的结构与原理

2.3.1 滤波的基础理论

2.3.2 串联谐振注入式混合有源滤波器的结构

2.3.3 串联谐振注入式混合有源滤波器工作原理分析

2.4 串联谐振注入式混合有源滤波器参数设计

2.4.1 注入式混合有源滤波器中的无源滤波器设计

2.4.2 有源滤波器容量的计算

2.4.3 直流侧电容的选取

2.4.4 有源滤波器中IGBT的选取

2.4.5 缓冲电路设计

2.4.6 输出滤波电感的设计

2.5 本章小结

第3章 谐波电流检测算法及控制策略研究

3.1 谐波检测方法比较

3.2 基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法

3.3 串联谐振注入式混合有源滤波器补偿电流控制策略

3.3.1 空间矢量SVPWM的算法的实现

3.3.2 空间矢量SVPWM控制算法仿真

3.4 本章小结

第4章 混合有源滤波器软硬件设计

4.1 混合有源滤波器硬件电路设计

4.1.1 DSP的选型

4.1.2 IGBT驱动电路设计

4.1.3 DSP电源电路设计

4.1.4 开关量电路设计

4.1.5 CAN总线通信电路设计

4.1.6 直流侧电压测量电路设计

4.1.7 采样电路的设计

4.2 软件设计

4.3 本章小结

第5章 仿真研究

5.1 PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件

5.1.1 软件简介

5.1.2 软件功能简介

5.2 系统的仿真结构图与仿真波形

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢