基于DSP的电力有源滤波器研究
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摘要
论文对电力有源滤波器的基本原理、系统构成及补偿特性等进行了详细的分析研究。比较了电力有源滤波器的各种谐波检测方法，并选用基于瞬时无功理论的i_p—i_q检测法进行电力有源滤波器的谐波检测。论文借助matlab软件对i_p—i_q检测法进行了仿真研究。利用TMS320F240型DSP芯片的软件设计平台CC，编程实现了i_p—i_q检测方法的各个环节，包括DSP初始化、数据采集，低通滤波等，检测出电力有源滤波器的补偿分量。最后论文探讨了电力有源滤波器主电路的工作原理，并选用功率MOSFET管，设计了模拟主电路。
Active Power Filter is a new electrical device which is used to constrain dynamic harmonic and compensate reactive power. The paper mostly analyzes the theory , system structure, and compensate characteristic of active power filter. Many menthods of harmonic measurement are discussed in the paper,especially the instantaneous reactive menthod. The instantaneous reactive menthod was simulated by matlab.The harmonic measurement based on the theory of instantaneous reactive was realized by using the software of Code Composer. In the end,the paper analyses the working theory of the APF circuit, and constructs the simulating circuit using the IRFI630G MOS monolithic IC.
Active Power Filter is a new electrical device which is used to constrain dynamic harmonic and compensate reactive power. The paper mostly analyzes the theory , system structure, and compensate characteristic of active power filter. Many menthods of harmonic measurement are discussed in the paper,especially the instantaneous reactive menthod. The instantaneous reactive menthod was simulated by matlab.The harmonic measurement based on the theory of instantaneous reactive was realized by using the software of Code Composer. In the end,the paper analyses the working theory of the APF circuit, and constructs the simulating circuit using the IRFI630G MOS monolithic IC.
引文
1 胡铭，陈珩．有源滤波技术及其应用．电力系统自动化，2000(3)：66～70
2 柳星桥，刘国海．综合电力有源滤波系统研究．江苏理工大学学报，2000(4)：65～68
3 蒋平，邓俊雄，高亮．一种先进的电网谐波检测方法．电力系统自动化学报，2001(6)：20～24
4 卢树峰．电力有源滤波器的研制．硕士论文
5 王兆安，杨君．谐波抑制和无功功率补偿．第1版．北京：机械工业出版社，1998
6 刘进军．瞬时无功功率理论与串联混合型单相电力有源滤波器的研究．西安交通大学博士论文，1997
7 刘进军，王兆安．基于旋转空间矢量分析瞬时无功功率理论及其应用．电工技术学报，1999(2)：33～35
8 庄宏成．基于DSP的电力有源滤波器的设计和仿真研究．硕士论文
9 Gyugyi L, Strycula E C. Active AC Power Filters. Proceedings of IEEE-IAS, 1976: 529～630
10 杨建萍．有源滤波器的研究．硕士论文
11 Akagi H, Nabae A. Instantaneous Reactive Power Compensators Comprising Switching Device Without Energy Storage Components. IEEE Trans on Industry Applications, 1984, 20(3): 625～630
12 刘凡，杨洪耕．串联混合型有源滤波器在电铁谐波抑制中的研究．四川电力技术．2002(6)：12～14
13 陈国柱，吕征宇．电力有源滤波器的一般原理及应用．中国电机工程学报，2000(9)：17～21
14 陈国柱，吕征宇．串联混合有源滤波器设计中的几个关键问题．电力系统自动化，2000(20)：48～52
15 高明震，温宛红．单相并联型无源-有源混合滤波器的仿真研究．铁道学报，2000(1)：44～48
16 卓放，何益宏．大容量有源电力滤波器实现方法的研究．电力电子技术，2001(2)：13～15
17 弭洪涛，刘军，贾景贵，陈风．串联综合型电力有源滤波器及其实验研究．北华大学学报，2002(3)：540-543
18 Moran L A. A Three-phase Active Power Filter Operating with Fixed Switching Frequency for Reactive Power and Current Harmonic Conditionging. IEEE Trans, 1995 42(4):402～408
19 李心广．有源滤波器在电网补偿中的应用．广州大学学报，2001(2)：56～60
20 罗安，涂春鸣．电网谐波分析与滤除系统的研制．中国工业大学学报，2001(6)：631～634
21 任万强，刘军超．电力有源滤波器综述．河南电力，1997(4)：49～59
22 颜晓庆，王兆安．并联型电力有源滤波器的仿真研究．西安交通大学学报，1997(11)：88～93
23 唐中琦，谢运祥．有源滤波器补偿电流的检测与控制．电工电能新技术，1998(4)：28～31
24 吴竞昌，孙树勤，宋文南．电力系统谐波．第1版．北京：水利电力出版社，1988
25 张伏生，耿中行．电力系统谐波分析的高精度FFT算法．中国电机工程学报，1999(19)：63～66
26 戴先中，王勤．一种用于周期信号谐波分析的快速算法．仪器仪表学报，1996(17)：455～459
27 戴朝波，林海雪．两种谐波电流检测方法的比较研究．中国电机工程学报，2002(22)80～84
28 舒双焰，丁洪发．基于自适应数字滤波的谐波检测．电力自动化设备，2000(6)：13～16
29 刘进军，刘波．基于瞬时无功功率理论的串联混合型单相电力有源滤波器．中国电机工程学报，1997(1)：38～43
30 杨君，王兆安，邱关源．不对称三相电路谐波及基波负序电流实时检测方法研究．洒安交通大学学报，1996(3)：94～100
31 陈志业，丁巧林．DqO坐标系下广义瞬时无功功率定义及其补偿．中国电机工程学报，1996(3)：176～180
32 张盎然，陈明华，杨扬．基于准同步算法的谐波分析方法．电测与仪表，2002(1)：10～12
33 徐淑珍，刘晓冬，陈陈，朱子述．基于局部余弦变换的电力系统时变谐波分析新方法．中国电机工程学报，2001(12)：12～15
34 李君凯，丁化成．一种新的电力系统谐波分析仪采样算法．电测与仪表，2000(10)：5～7
35 高大威，孙孝瑞．有源滤波器的谐波和无功电流检测方法．华北电力大学学报，1999(4)：6～9
36 袁辉，朱晓华．谐波电功率测量的DSP算法．电子工程师，1999(7)：26～28
37 杨君，王兆安．三相电路谐波电流两种检测方法的对比研究．电工技术学报，1995(5)：43～48
38 肖飞，马伟明，李玉梅．并联有源滤波器在谐波检测中的相位控制．电力系统自动化，2002(2)：36～40
39 Alexander E. Emanuel, John A. Orr, David Cyganski, Edward M. A survey of harmonic voltages and currents at distribution substations. IEEE Trans. Power Delivery, 1991,6(4)
40 Alexander E. Emanuel, John A. Orr, David Cyganski, Edward M. A survey of harmonic voltages and currents at the customer's Bus. IEEE Trans. Power Delivery, 1993, 8(1)
41 马晓军，陈建业．单相并联型有源滤波器的研究．清华大学学报，1997(7)：39～43
42 肖飞，马伟明．并联有源滤波器在谐波检测中的相位检测．电力系统自动化，2002(3)：36～40
43 吕征宇，陈国栋．有限阻抗型混合有源电力滤波器的新检测方案．电力系统自动化，
2001(9)：31～34
44 张波，易颂文，何晓敏．基于广义d_k—q_k旋转坐标变换的谐波电流检测方法．电力系统及其自动化学报，2001(6)：25～28
45 邹鲲，袁俊泉．Matlab 6.x信号处理．第1版．北京：清华大学出版社，2002
46 马莉，周景海．一种基于dq变换的改进型谐波检测方案的研究．中国电机工程学报，2000(10)：55～59
47 TMS320C2XX高速数字信号处理器．第1版．北京闻亭科技发展有限公司，1998
48 张伟雄．DSP芯片的原理与开发应用．第1版．北京：电子工业出版社，1997
49 刘渊，许强．基于TMS320F240的三相电压型PWM整流器．湖北工学院学报，2000(2)：42～44
50 张卫宁．TMS320C2000系列DSPs原理及应用．第1版．北京：国防工业出版社，2002
51 陈亚勇．MATLAB信号处理详解．第1版．北京：人民邮电出版社，2001
52 王世一．数字信号处理．第2版．北京：北京理工大学出版社，2002
53 黄英哲，黄胜源．TMS320C240原理与C语言控制应用实习．第1版．北京：中国水利水电出版社，2003
54 刘进军，刘波．基于DSP芯片的单相电力有源滤波器数字式控制系统．电气传动，1998(1)：39～44
55 常骏，万淑云．逆变器空间向量对称PWM信号微机实时调制方法．电力电子技术，1999(6)：49～52
56 罗建文，王晓毛．基于DSP有源电力滤波器的实验研究．广东工业大学学报，2001(2)：40～43
57 曹然，蒋平．DSP在串联型电力有源滤波器中的应用．电源技术应用，2001(6)：246～248
58 施弈平，吴国安．基于DSP的电能质量监测仪．电测与仪表，2002(433)：17～19
59 韩居华，周晓兰．有源电力滤波器研究综述．电力情报，1995(4)：1～3
60 孙建军，王晓峰．基于双DSP结构的有源滤波器检测及控制系统．武汉大学学报，2001(3)：55～5936
61 张代润．一种有源电流逆变器型滤波器的性控制方法机车电传，1995(5)：6～9
62 唐中琪，谢运祥．电力有源滤波三相补偿电流的两相控制法．电工技术杂志，1998(5)：8～11
63 杨君，王兆安．并联型电力有源滤波器直流侧电压的控制．电力电子技术，1996(4)：48～50
64 张朋．有源电力滤波器中检测控制模块的设计．电工技术杂志，2002(6)：15～18
65 徐玲玲，应建平．一种实用的三相有源滤波器控制策略的研究．电源技术应用，2000(4)：178～182
66 阮立飞，张万峰．三相并联有源滤波器的控制策略研究．电气传动，2001(3)：9～12
67 吴竞昌．供电系统谐波．第1版．北京：中国电力出版社，1998
68 陈杰．电力有源滤波器技术及发展．浙江树人大学学报．2003(3)：76～78
69 王兆安，黄俊．电力电子技术．第4版．北京：机械工业出版社，2002
70 李序葆，赵永健．电力电子器件及其应用．第1版．北京：机械工业出版社，2000
71 郑琼林．耿文学．电力电子电路精选．第1版．北京：电子工业出版社，1996
72 张立，黄两一．电力电子场控器件及其应用．第1版：机械工业出版社．1996
2 柳星桥，刘国海．综合电力有源滤波系统研究．江苏理工大学学报，2000(4)：65～68
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5 王兆安，杨君．谐波抑制和无功功率补偿．第1版．北京：机械工业出版社，1998
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40 Alexander E. Emanuel, John A. Orr, David Cyganski, Edward M. A survey of harmonic voltages and currents at the customer's Bus. IEEE Trans. Power Delivery, 1993, 8(1)
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53 黄英哲，黄胜源．TMS320C240原理与C语言控制应用实习．第1版．北京：中国水利水电出版社，2003
54 刘进军，刘波．基于DSP芯片的单相电力有源滤波器数字式控制系统．电气传动，1998(1)：39～44
55 常骏，万淑云．逆变器空间向量对称PWM信号微机实时调制方法．电力电子技术，1999(6)：49～52
56 罗建文，王晓毛．基于DSP有源电力滤波器的实验研究．广东工业大学学报，2001(2)：40～43
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58 施弈平，吴国安．基于DSP的电能质量监测仪．电测与仪表，2002(433)：17～19
59 韩居华，周晓兰．有源电力滤波器研究综述．电力情报，1995(4)：1～3
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62 唐中琪，谢运祥．电力有源滤波三相补偿电流的两相控制法．电工技术杂志，1998(5)：8～11
63 杨君，王兆安．并联型电力有源滤波器直流侧电压的控制．电力电子技术，1996(4)：48～50
64 张朋．有源电力滤波器中检测控制模块的设计．电工技术杂志，2002(6)：15～18
65 徐玲玲，应建平．一种实用的三相有源滤波器控制策略的研究．电源技术应用，2000(4)：178～182
66 阮立飞，张万峰．三相并联有源滤波器的控制策略研究．电气传动，2001(3)：9～12
67 吴竞昌．供电系统谐波．第1版．北京：中国电力出版社，1998
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72 张立，黄两一．电力电子场控器件及其应用．第1版：机械工业出版社．1996