电力滤波器监控系统设计文献综述

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1、 1 毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）前期报告 毕业设计（论文）题目：毕业设计（论文）题目：基于 DSP 的有源电力滤波器监控系统设计 一、一、 文献综述文献综述 （一）研究背景 中国正处于全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会新的历史时期， 工业化、 城镇化进程不断加快， 电力需求增长迅速。伴随着工业、农业和生活用电的快速增长，对供电质量和供电可靠性的要求也逐步提 高，电能质量已经越来越受到大家的重视。 但目前的现实情况是，绝大多数电能密集区都程度不同的为劣质电能所困扰。目前在美国，由于电能 质量下降,每年的经济损失达 200-300 亿美元。无论是电力生产运行还是市场化运营，电能质

2、量已不仅仅 是一个技术问题，而是演变成为一个严重的经济问题。国内对这方面还没有定量的统计指标，但电能质量 劣化造成的经济损失无疑是巨大的。 因此，对电能质量问题、尤其是谐波及其抑制和滤除问题进行深入细致研究，具有长远的重要的实际 意义。 （二）有源电力滤波器 有源电力滤波器（Active Power Filter,APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子 装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，之所以称为有源，顾名思义该装置需 要提供电源，其应用可克服 LC 滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿） ， 实现了动态跟踪补偿，而且可以既补

3、谐波又补无功。 1.有源电力滤波器的工作原理 有源电力滤波器的主电路包括指令电流运算电路和补偿电流发生电路，其中补偿电流发生电路由电流 跟踪控制电路、驱动电路和主电路三部分组成。以并联型有源电力滤波器为例，其原理图如下图 1 所示: 2 图 1 并联型有源电力滤波器原理图 图 1 中，es 代表交流电源，is 代表交流电源电流，iL 代表负载电流，iC 代表补偿电流，负载为谐波 源，它产生谐波并消耗无功。指令电流运算电路的功能是检测被补偿对象电流中的谐波分量和无功分量， 这是有源电力滤波器能够准确进行谐波补偿的先决条件。而根据指令电流运算电路得出的指令信号，产生 实际补偿电流的任务则由补偿电流

4、发生电路来完成。主电路的变流器均采用脉冲宽度调制（PWM）方法控 制，使用由驱动电路给出的 PWM 信号控制功率开关器件的开通与关断。变流器一般工作在逆变和整流两种 工作状态。当电网向有源电力滤波器传递能量，即向 APF 直流侧充电时，变流器处于整流的工作状态；当 APF 产生补偿电流时，变流器处于逆变工作状态。 其具体工作原理为：先使用电压传感器和电流传感器将被补偿对象的电压和电流检测出来，然后送到 DSP 计算出补偿电流指令信号，再用补偿电流发生电路放大得出补偿电流，与被补偿设备中的谐波及无功 等电流抵消，从而保证供电质量。如果改用公式表示，则可以写为： is=iL+iC (1.1) iL=iLh+iLf (1.2) iC=-iLh (1.3) iS=iL+iC=iLf (1.4) 其中，iLh表示补偿对象负载电流的谐波分量，iLf表示负载电流基波分量。如果在补偿谐波的同时， 还要求补偿负载无功功率，则只需要在补偿电流指令信