应用于电力有源滤波器的三相电流谐波检测的研究

摘要

由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重，被认为是电网的一大公害。若不加以控制，会影响整个电网安全、经济的运行。
　　有源滤波器(APF)是电力系统动态补偿谐波的一个主要的装置，补偿的基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，然后由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等，方向相反的补偿电流，与系统中的谐波电流相抵消，因此准确、实时地检测出电网中的谐波含量，对于防止谐波的危害，保障电网安全运行具有十分重要的意义。
　　本文介绍了谐波的基本概念、产生及危害，有源电力滤波器的发展、分类以及拓扑结构，为分析谐波、设计有源滤波器打下理论基础。针对有源滤波器中三相谐波电流的检测进行研究，分析了几种常见的谐波检测算法，提出了一种基于单相谐波检测法的三相检测新方法。由于是应用于工程应用中，采用较成熟的ip-iq算法进行实验，选用TI公司的TMS320F2812芯片，具体分析了实验平台的硬件和软件设计，并对其中的低通滤波器的选择和设计具体分析。实验结果和仿真结果相同，证明了检测算法和实验平台的可靠性。

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第一章 绪论

1.1 谐波的基本概念

1.2 谐波的产生与影响

1.2.1 谐波的产生

1.2.2 谐波的影响

1.3 谐波标准

1.3.1 IEEE-519标准

1.3.2 IEC标准

1.4 谐波治理的措施

1.4.1 谐波的主动治理措施

1.4.2 谐波的被动治理措施

1.5 本文主要工作

第二章 有源滤波器的原理与构成

2.1 有源滤波器的分类

2.2 并联型有源滤波器简介

2.2.1 并联型有源滤波器的原理

2.2.2 并联型三相电力有源滤波器的数学模型

第三章 谐波电流检测算法

3.1 基于瞬时无功功率理论的检测方法

3.1.1 三相电路瞬时无功功率理论

3.1.2 基于p-q运算法的三相谐波检测

3.1.3 基于ip-iq运算法的三相谐波检测

3.1.4 基于单相谐波检测法的三相检测新方法

3.2 其他谐波电流检测算法

3.2.1 快速傅里叶变换(FFT)

3.2.2 基于Fryze功率定义检测法

3.2.2 自适应检测方法

3.2.3 基于人工神经网络的检测方法

第四章 matlab计算机仿真实现

4.1 MATLAB/SIMULINK仿真平台

4.2 仿真模型的建立

4.3 滤波器选择与设计

4.3.1 滤波器选择

4.3.2 滤波器的仿真设计

4.4 仿真结果

第五章 系统硬件设计

5.1 总体结构设计

5.2 TMS320F2812芯片简介

5.3 F2812最小系统板简介

5.3.1 电平转换电路

5.3.2 复位电路

5.3.3 参考电压校正电路

5.3.4 JTAG接口电路

5.4 电源电路

5.5 信号采集电路的设计

5.5.1 电流采样电路

5.5.2 电压采样电路

5.6 过零检测电路的设计

第六章 系统软件设计

6.1 软件开发环境

6.2 软件流程设计

6.2.1 系统初始化

6.2.2 捕获中断

6.2.3 数据采集部分

6.2.4 谐波计算部分

6.3 低通滤波器的数字化设计

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献：

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