毕业设计（论）-电流平均值谐波检测方法MATLAB仿真.docVIP

电流平均值谐波检测法MATLAB仿真PAGE PAGE 47摘 要本论文首先对国内外谐波抑制技术发展现状、有源电力滤波器原理与结构及三相瞬时无功功率理论进行了综述。重点研究了基于瞬时无功功率理论。检测法及改进的电流移动平均值谐波检测法。在对电流移动平均值原理进行分析的基础上，给出了电流平均值谐波检测方案及实现检测的原理框图。接着以MATLAB6.1软件包中的SIMULINK仿真环境为平台，构建了平均值谐波检测法的仿真模型;对电流平均值谐波检测方案进行了仿真研究，并与基于滤波器的。谐波检测法的仿真结果进行了分析对比。结果表明，所采用的仿真方法与所构建的仿真模型不仅有效，而且证实了平均值谐波检测法比滤波器法有良好的动态响应性能。在仿真基础上，提出了基于LF2407ADSP芯片电流平均值谐波检测法的数字实现方案，进而开发了三相并联型数字有源电力滤波器实验系统。进行了软、硬件设计。搭建的硬件电路包括:过零同步检测、电流和电压检测、PWM输出等几部分。采用模块化设计思路，用DSP汇编语言编写了系统软件，其中包括：ADC及中断处理、捕获及捕获中断处理、三相到两相电流转换、平均值法谐波计算、两相到三相变换、PI调节、PWM输出控制及主程序等模块，并在软件开发系统下进行了调试。为实现电流同步采样处理，根据LF2407A事件管理器捕获单元特点，提出一种用软件实现锁相环的控制方法。最后对有源电力滤波器进行了系统调试。实验结果表明，采用电流平均值谐波检测法结合软件锁相环控制方法能有效、准确的检测谐波，用该检测法开发的DSP有源电力滤波器实验系统，能够有效消除由非线性负载产生的谐波。关键词有源电力滤波器，瞬时无功功率，谐波电流检测，电流移动平均值，数字信号处理器关键词 有源电力滤波器，瞬时无功功率，谐波电流检测，电流移动平均值，数字信号处理器目 录摘要1第一章 绪论41.1 概述41.1.1 谐波含义及其产生51.1.2 谐波的危害51.1.3 谐波研究意义61.2 谐波抑制技术现状71.2.1 无源滤波器及其应用71.2.2 有源电力滤波器发展概况1.3 本论文主要工作11第二章 有源电力滤波器原理和结构122.1 有源电力滤波器工作原理 122.2 有源电力滤波器系统构成 132.2.1 并联型有源电力滤波器2.2.2 串联型有源电力滤波器2.3有源电力滤波器的主电路 212.3.1 PWM逆变器主电路2.3.2 PWM逆变器工作原理2.3.3 电流跟踪控制方式25第三章 瞬时谐波及无功电流检测方法293.1 概述293.2 基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法303.2.1 瞬时无功功率的基础理论3.2.2 三相电路谐波和无功电流实时检测3.3 于电流移动平均值原理谐波检测新方法363.3.1 电流移动平均值原理373.3.2 基于移动平均值原理的谐波检测法38第四章 电流平均值谐波检测方法仿真研究404.1 概述404.2 电流变换及移动平均值模块在Simulink下的实现 404.3 电流平均值原理谐波检测在Simulink下的实现………………….414.4 电流平均值原理谐波检测仿真结果434.4.1 负载恒定时的仿真4.4.2 负载变化时的仿真小结48参考文献50第一章 绪 论概述在一个理想的发电和供电系统中，电能是以单一恒定的工业频率和规定的电压水平向用户供电。在这种条件下，对电能质量是用频率和电压来衡量的。但在实际的电力系统运行中，由于负荷的变化，电力系统的频率和电压是不能保持恒定不变的。因此，各国对电能质量都是用频率和电压的允许偏差值加以衡量并作出规定。但是仅用这两个指标来表征电能质量是很不完善的。波形畸变、电压闪变和三相电力系统中电压和电流的不平衡也是影响电能质量的重要因素。这几个问题在过去由于还未对电力系统产生十分严重的影响，没有引起电力和供用电部门的重视，但是近几十年来，随着电力电子技术的发展，大功率电力电子装置在工业各部门的广泛应用，以及大量家用电器的使用和其它非线性负载的增加，使得电力系统的波形畸变日益严重，电网中的谐波含量已经大大增加，谐波对电力设备、电力用户和通信线路等的有害影响己经十分严重，到了不得不认真对待和考虑的地步了。电力系统的谐波问题早在1920一1930年间就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波问题研究的经典论文。到了50一60年代由于高压直流输电技术的发展，对变流器谐波问题的研究有大量论文发表。70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种大容量电力整流、换流设备以及电子设备在电力系统、工业、交通和家庭中的应用日益广泛，谐波造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以十分