有源电力滤波器的谐波电流检测与数字实现

摘要

谐波电流检测是有源电力滤波器技术中的一项关键组成部分，检测的速度和精度在大程度上决定了有源电力滤波器的性能。此外，根据有源电力滤波器应用场合的不同，对谐波电流检测的要求也不同，有些简单的场合只需要检测出总的谐波电流和，而在大功率场合又往往需要检测出部分的谐波电流含量，并选择性的补偿，以用最少的容量和损耗达到最佳的补偿效果，本文将在这一背景下，对谐波电流检测的相关问题进行研究和分析。
　　首先对目前谐波的产生和危害、谐波电流检测的主要技术进行了介绍，并对数字信号处理的相关问题进行了说明。详细介绍了瞬时无功功率理论，推广旋转坐标变换的应用，以检测k次谐波电流，分析了变换过程中的低通滤波器的选择问题。其次介绍了自适应陷波器检测谐波的原理，并用于多次谐波电流的检测，对将旋转坐标变换和自适应陷波器这两种检测方法结合进行谐波电流检测的可行性进行了说明，给出了相关的分析过程和仿真结果。最后，本文在对谐波电流检测技术研究的基础上，对检测系统的数字实现进行了讨论，并对系统的各个模块在 FPGA中的数字信号实现的高效性、稳定性和精度等方面进行分析和优化，减少硬件资源的消耗，提高检测的精度和实时性。并在有源电力滤波器的平台下进行相关的实验，实验结果也表明了本文方法的可行性。

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1 绪论

1.1 课题的研究背景与意义

1.2 国内外谐波电流检测研究状况

1.3 数字信号处理的基本问题

1.4 FPGA基本原理及相关介绍

1.5 本文的主要研究内容

2 瞬时无功功率的谐波检测方法

2.1 瞬时无功功率理论

2.2 旋转坐标变换检测方法

2.3 数字滤波器与锁相环

2.4 仿真研究与分析

2.5 本章小结

3 基于自适应陷波器谐波检测方法

3.1 自适应陷波器原理介绍

3.2 状态空间下的稳定性分析

3.3 改进的谐波电流检测结构

3.4 仿真研究与分析

3.5 本章小结

4 谐波电流检测及其FPGA实现

4.1 谐波电流检测方法

4.2 系统的离散化处理

4.3 FPGA下的数字实现

4.4 本章小结

5 实验验证与分析

5.1 硬件平台设计

5.2 实验验证与分析

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 工作总结

6.2 未来工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文