采用DSP控制的并联型APF谐波抑制实验研究

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随着电力电子装置的广泛应用,非线形负荷产生的谐波对电力系统的影响和危害日益严重,因而在保证电力系统经济、安全运行的背景下,电力谐波的实时补偿变得越来越重要。有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种用于动态抑制谐波的新型电力电子装置,它能对大小和频率都变化的谐波进行补偿,其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制方法的缺点。随着计算机微处理器技术的快速发展,使得DSP控制技术在APF上得以应用,这项突破将成为电力电子技术中新的研究热点。  文章从研究电力系统谐波的实际问题出发,首先对研究的课题背景和目的以及国内外谐波抑制技术的发展现状进行了详细阐述和深入分析,比较了目前常用的APF的结构,选择并联型APF作为研究对象,系统地分析了其工作原理,对并联型APF的三角波载波控制、电流滞环跟踪控制等电流控制策略进行了研究。然后论文以瞬时无功功率理论为基础,探讨了谐波电流检测的各种方案及其特点,并且选用基于瞬时无功功率理论的ip-iq运算方式作为谐波电流检测的检测方法。再则在各种方案确定的基础上,对所设计的并联型APF进行了硬件和软件设计,对硬件各部分实现的功能进行了具体的介绍,并给出了实现原理图,软件部分设计了主要程序的流程图。最后,参与设计了采用DSP控制的并联型APF实验系统,对并联型APF的补偿特性进行了实验研究,记录并描述了相关的实验波形和数据,并对其进行了频谱分析和数值计算。  实验结果表明,采用DSP控制的并联型APF补偿后的电源电流波形接近理想的正弦波形,其电流谐波畸变率THD的降低幅度达到了15.45%,可以有效地抑制源自于非线性负载的谐波电流,从而验证了该并联型APF设计工作的正确性和合理性。
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