三相四线制三电平有源电力滤波器控制方法的研究

摘要

近年来随着电力电子装置等非线性负荷的大量使用，电网的谐波污染问题越来越严重，抑制谐波、补偿无功已经成为电力系统的一个重大课题。与无源滤波器相比，有源电力滤波器不仅可以动态抑制谐波、补偿无功，而且不受系统阻抗的影响，避免发生谐波放大和共振的危险。有源电力滤波器的发展趋势是模块化，模块化有源电力滤波器可以实现立体化布局，优化散热，提高了功率密度，在功能上实现实时补偿，补偿效果良好。
　　本文建立了三相四线制有源滤波器完整的数学模型，主电路采用了三电平构架。有源电力滤波器的控制方法选用的是空间电压矢量（SVPWM）调制法，本文重点阐明了SVPWM的控制原理，并阐明了电容中点电压偏移的解决方案，在Matlab Fcn模块中编写SVPWM控制算法，为程序在DSP中的移植做准备。经过Matlab/Simulink仿真可得：在三相负载对称与不对称的情况下均能得到满意的滤波效果，并且具有良好的动态特性，实现了三相四线制三电平有源电力滤波器的补偿控制。
　　基于前述的理论分析和Matlab/Simulink仿真，编写了DSP软件程序并设计了滤波器的硬件电路，采用TMS320F28335的最小系统开发板，设计了电流、电压采样电路，电压过零检测电路，基于M57962AL的驱动电路以及各种保护电路。经过不断的硬件和软件调试，取得了良好的补偿效果。

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第一章 绪论

1.1 课题的背景及意义

1.2 谐波的来源与危害

1.3 三相四线制补偿系统

1.4 有源电力滤波器的国内外研究现状

1.5 三电平逆变器的拓扑结构

1.6 三电平逆变器的控制策略

1.7本文研究内容

第二章 三电平有源电力滤波器SVPWM控制算法

2.1 三电平逆变器的拓扑结构

2.2 三电平有源电力滤波器SVPWM控制算法

第三章 有源电力滤波器仿真模型分析

3.1Matlab仿真软件的介绍

3.2仿真模型的建立

3.3电容中点电压的控制

3.4模型仿真结果

第四章 有源电力滤波器控制系统硬件电路设计

4.1 DSP芯片简介

4.2 TMS320F28335最小系统开发板设计

4.3电流、电压调理电路的设计

4.4电压同步检测电路的设计

4.5基于M57962AL驱动芯片的IGBT的驱动电路

4.6硬件故障保护电路的设计

第五章 有源电力滤波器控制系统软件设计

5.1 CCS软件开发环境

5.2 系统软件设计

5.3 实验结果分析

第六章 结论

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢