基于DSP的有源电力滤波器研究

本文首先介绍了谐波污染情况及其严重的危害性，综述了国内外电力系统谐波抑制技术的发展概况以及有源电力滤波器在谐波抑制中的应用前景。文中回顾了有源电力滤波器的数字控制发展概况，阐明了以DSP为核心控制芯片的有源电力滤波器数字控制系统的特点。介绍了有源电力滤波器的结构和工作原理，在深入分析瞬时无功功率理论的基础上设计了谐波电流的检测方案。提出了有源电力滤波器全数字化控制系统的实施方案，同时给出了方案实现的框图。 本文设计了基于DSP芯片的全数字化控制方案，该方案用一片DSP芯片实现谐波指令电流计算和控制环节。完成了以TMS320C32型DSP为核心控制芯片的硬件系统的设计、制作和调试。文中给出了相应的硬件接口和软件流程设计。 为了进行更加深入的理论分析，本文在MATLAB的SIMULINK仿真环境下建立了有源电力滤波器系统的仿真模型，并对设计的电路进行了系统仿真。仿真结果证明，有源电力滤波器对于三相平衡负载或三相不平衡负载的谐波电流都起到了很好的补偿作用；同时当负载电流突变时，有源电力滤波器具有良好的动态补偿特性。 本文还重点讨论了数字低通滤波器的设计及其截至频率对指令电流精度的影响，通过仿真得出结论：数字低通滤波器的截止频率越低，基波有功电流的畸变就越小，从而基波有功电流减去负载电流求得的指令电流的误差也越小。 从目前国外的研究和使用情况来看，有源电力滤波器具有广阔的应用前景。本题目今后的重点发展方向是进行实用化研究。