电力有源滤波器（APF）谐波采样分析软件设计

论文总字数：16602字

摘 要

本文以三相三线并联型有源电力滤波器为研究对象，对谐波检测法和谐波控制策略进行深入研究，并以瞬时有功电流和瞬时无功电流的理论为基础，在MATLAB/simulink中搭建谐波检测仿真模块，有源电力滤波器系统由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路（由电流跟踪控制器，驱动电路和主电路三个部分构成）。根据系统的硬件设计，确定软件实现方案，并给出设计流程图。本设计可消除非线性负载产生的谐波，大大降低了谐波对电网的危害。

关键词：瞬时有功；瞬时无功；APF；指令电流运算电路；补偿电流发生电路；谐波；

Active Power Filter (APF) harmonic sampling and analysis software design

Abstract

In this paper, a three-phase three-wire shunt active power filter for the study of harmonic detection method and the harmonic depth study of the control strategy, and the instantaneous active current and instantaneous reactive current theory. Harmonic Detection simulation module built in MATLAB / simulink, the active power filter system consists of two parts, namely the instruction current arithmetic circuit and compensation current generating circuit (by the current tracking controller, the three parts of the drive circuit and the main circuit ). According to the hardware design of the system, to determine the software implementation, and gives design flow. This design eliminates the harmonics generated by nonlinear loads, greatly reducing the harm of harmonics on the grid.

Keywords: Instantaneous active;Instantaneous reactive;APF; command current calculating circuit; compensating current generating circuit;

目 录

摘 要………………………………………………………………………………………………I

ABSTRACT ……………………………………………………………………………………II

目 录……………………………………………………………………………………………III

第一章 引 言………………………………………………………………………………………1

1.1谐波的介绍………………………………………………………………………………1

1.2有源电力滤波器的研究现状及发展趋势……………………………………………1

1.2.1有源电力滤波器的研究现状……………………………………………………2

1.2.2有源电力滤波器的发展趋势……………………………………………………2

第二章 有源电力滤波器的工作原理及结构分析………………………………………………3

2.1有源电力滤波器的工作原理…………………………………………………………3

2.2有源电力滤波器的分类及拓扑结构…………………………………………………4

2.2.1按系统划分……………………………………………………………………4

2.2.2按主电路划分…………………………………………………………………8

第三章 谐波检测及控制策略研究……………………………………………………………8

3.1谐波检测方法的比较…………………………………………………………………8

3.2瞬时无功功率理论……………………………………………………………………8

3.2.1瞬时无功功率理论的基本原理………………………………………………11

3.2.2基于三相瞬时无功功率理论下的谐波电流检测方法………………………11

3.2.3改进的谐波检测法……………………………………………………………12

3.3有源电力滤波器的控制策略…………………………………………………………12

3.3.1滞环比较控制…………………………………………………………………13

3.3.2无差拍控制……………………………………………………………………13

第四章 有源电力滤波器的硬件电路设计及仿真结果………………………………………14

4.1系统总体结构框图……………………………………………………………………14

4.2主电路结构……………………………………………………………………………15

4.3 LC滤波器………………………………………………………………………………15

4.3.1 LC滤波器结构及基本原理……………………………………………………16

4.4系统仿真结果…………………………………………………………………………16

第五章 并联型有源电力滤波器的软件设计…………………………………………………18

5.1软件开发环境………………………………………………………………………18

5.2主程序设计…………………………………………………………………………18

第六章 结束语…………………………………………………………………………………19

致 谢……………………………………………………………………………………………20

参考文献…………………………………………………………………………………………21

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