有源电力滤波器的电能质量监控系统研究

发布时间：2017-04-11 05:08

  本文关键词：有源电力滤波器的电能质量监控系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电力系统负荷的不断增加,尤其是电力电子非线性装置的大量应用,电网中的电能质量被严重污染,对用电设备和电网的安全稳定运行都造成了威胁,直接影响到国民经济的发展。因此,电能质量监测和电能质量治理工作具有重要的意义。有源电力滤波器是改善电能质量最有效的途径之一,实时监测电网电能质量可以在线分析系统、检测治理效果,两者相辅相成,缺一不可。围绕改善电能质量这一目的,本文主要在有源电力滤波器谐波治理和电能质量监测方面展开了以下工作。首先描述了课题研究的背景和意义,简要介绍了电能质量监测和有源电力滤波技术的研究现状,阐述了有源滤波器补偿系统的关键技术问题,对电能质量中的参数检测原理进行了分析。有源电力滤波器的电能质量监控系统的设计包括硬件和软件部分。硬件部分采用双DSP结构,主DSP芯片主要负责实现信号的采集,谐波电流计算、电能质量参数的计算及与上位机通讯;从DSP芯片完成补偿电流的产生、PWM信号输出、母线电压控制等。硬件电路还包括采样电路、驱动电路及上位机,其中采样电路由信号调理电路和AD采样电路组成,上位机由通讯接口电路和液晶显示电路组成。根据控制系统的硬件设计,确定了软件实现方案,给出了主程序、补偿电流产生子程序、电能质量参数计算程序和双DSP通信子程序的设计流程图。最后在实际工程应用中分析了有源电力滤波器的谐波治理效果和电能质量参数监测结果,验证了系统中谐波检测算法、电流补偿策略、直流母线电压控制及电能质量参数监测的可行性。
【关键词】：电能质量 有源电力滤波器 监控 双DSP
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN713.8;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 选题的背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 电能质量监测国内外研究现状9-10
• 1.2.2 有源滤波器国内外研究现状10-11
• 1.3 本文研究内容11-12
• 1.4 本章小结12-13
• 第二章 有源电力滤波器的控制技术13-28
• 2.1 有源电力滤波器简介13-15
• 2.1.1 有源电力滤波器的基本原理13-14
• 2.1.2 谐波电流检测方式14-15
• 2.2 有源电力滤波器的谐波电流检测方法15-18
• 2.3 有源电力滤波器的补偿电流控制策略18-20
• 2.3.1 滞环比较补偿电流控制方法18
• 2.3.2 系统仿真18-20
• 2.4 有源电力滤波器的母线电压PI调节20-26
• 2.4.1 母线电压控制原理20-22
• 2.4.2 直流母线电压PI控制22-23
• 2.4.3 直流母线电压模糊PI复合控制23-25
• 2.4.5 PI控制与模糊PI控制仿真分析25-26
• 2.5 本章小结26-28
• 第三章 电能质量参数监测原理分析28-33
• 3.1 监测标准28
• 3.2 检测算法28-32
• 3.2.1 三相电压电流有效值检测28-29
• 3.2.2 谐波检测29-31
• 3.2.3 功率检测31-32
• 3.2.4 电网频率的检测32
• 3.3 本章小结32-33
• 第四章 基于双DSP的监控系统硬件设计33-49
• 4.1 采样电路34-41
• 4.1.1 电量输入及信号调理电路34-36
• 4.1.2 信号调理电路滤波器的设计36-38
• 4.1.3 AD采样芯片与DSP的通信38-41
• 4.2 DSP控制电路41-44
• 4.2.1 DSP控制电路的结构41-42
• 4.2.2 双DSP和双口RAM的接口电路42
• 4.2.3 TMS320F2812电源电路42-43
• 4.2.4 计时和JTAG接口电路43-44
• 4.3 驱动电路44-46
• 4.4 上位机46-48
• 4.4.1 RS232通讯接口电路46-47
• 4.4.2 液晶显示电路47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 监控系统的软件设计49-58
• 5.1 CCS开发流程及软件功能简介49
• 5.2 系统软件设计49-57
• 5.2.1 初始化程序49-50
• 5.2.2 主程序50-51
• 5.2.3 谐波电流算法程序51-53
• 5.2.4 补偿电流产生子程序53
• 5.2.5 电能参数处理程序53-56
• 5.2.6 双DSP通信子程序56-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第六章 APF监控系统实验结果58-63
• 6.1 实验系统58-59
• 6.2 监控系统调试结果59-62
• 6.2.1 电压过零检测电路测试结果59
• 6.2.2 有源滤波器补偿谐波实验结果59-61
• 6.2.3 监测部分实验结果61-62
• 6.3 本章小结62-63
• 总结与展望63-65
• 参考文献65-67
• 插图清单67-69
• 表格清单69-70
• 在校研究成果70-71
• 致谢71

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