以諧波抑制,無功補償為主要功能的有源電力濾波器的基本理論已經(jīng)成熟,但是市場尚無成熟的諧波有源抑制產(chǎn)品,同時電網(wǎng)諧波問題日益突出,因此需要對有源電力濾波器進行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。并聯(lián)有源電力濾波器以其安裝、維護方便,成為商用化產(chǎn)品的主流。所以本文針對并聯(lián)有源電力濾波器,展開產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。 本文研究工作首先由如下工程問題引出:并聯(lián)有源電力濾波器在補償辦公樓電氣負載產(chǎn)生的諧波電流時,會出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。辦公樓電氣負載主要是計算機、開關(guān)電源、不間斷電源、電壓型變頻器等,這些都是電壓型諧波源.本文以電容濾波型整流電路(電壓型諧波源)的分析作為切入點,基于“分段線性化”方法,對并聯(lián)有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載進行了穩(wěn)態(tài)分析,得到系統(tǒng)的電流和電壓波形,進而獲得其頻譜特性。通過本文所述穩(wěn)態(tài)分析方法,可以從理論上理解并聯(lián)有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載的工作過程,對有源電力濾波器的應(yīng)用研究具有重要的理論和實際意義。 本文在分析辦公樓負載電氣特性的基礎(chǔ)上,建立了有源電力濾波器補償容性負載的簡化模型,依據(jù)該模型分析了負載中容性元件的電容值與諧波電流放大之間的關(guān)系;為了克服諧波放大現(xiàn)象,本文首先通過負載電流采樣環(huán)節(jié)后加裝濾波器的方式,將電流諧振頻率分量從采樣值中濾除,雖然達到了抑制諧波放大的目的,但是由于延時的引入,使得補償后網(wǎng)側(cè)電流畸變率(THD)急劇升高;然后根據(jù)這一思路,采用基于快速傅立葉變換(FFT)的有選擇諧波補償方法將電流諧振頻率分量從負載電流采樣值中濾除,使得系統(tǒng)在諧振頻率處變?yōu)殚_環(huán)控制,使系統(tǒng)穩(wěn)定。經(jīng)過對辦公樓負載的實際并網(wǎng)諧波補償實驗證明基于FFT的有選擇諧波補償方法對于抑制諧波放大是有效的。本創(chuàng)新點的研究工作對于實際工程應(yīng)用具有參考價值。 為了滿足大容量的諧波抑制要求,本文提出了模塊化有源電力濾波器并聯(lián)補償方案,該方案的特點是模塊化結(jié)構(gòu)及N+1冗余并聯(lián)控制策略、主從總線結(jié)構(gòu)及主機產(chǎn)生、負載電流檢測方案以及并聯(lián)均流策略。主機產(chǎn)生及負載電流檢測是這一并聯(lián)方案的突出特點,體現(xiàn)了本文的創(chuàng)新性工作。本文還對多模塊并聯(lián)系統(tǒng)進行了建模和穩(wěn)定性研究;依據(jù)模塊化并聯(lián)補償方案,在省科技計劃重點項目的支持下,對有源電力濾波器進行產(chǎn)業(yè)化研究,從項目方案、設(shè)計、器件選型,樣機調(diào)試、滿功率運行及性能檢測、樓宇負載與工業(yè)負載的實際并網(wǎng)實驗,直至工業(yè)樣機定型,對有源電力濾波器的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究起了較大的推進作用,支撐項目目前已經(jīng)有定型的工業(yè)化產(chǎn)品推出。 全文圍繞上述三個方面展開,章節(jié)分排如下:(1)第一章從實際應(yīng)用角度,總結(jié)闡述了有源電力濾波技術(shù)在諧波檢測、電流跟蹤控制、拓撲結(jié)構(gòu)三個方面的研究進展;(2)第二章對并聯(lián)有源電力濾波器補償電容濾波型整流負載進行了穩(wěn)態(tài)分析;(3)第三章分析了有源電力濾波器補償容性負載時出現(xiàn)的諧波放大現(xiàn)象,并利用FFT方法使得系統(tǒng)在諧振頻率處變?yōu)殚_環(huán)控制,達到抑制諧波放大的目的;(4)第四章、第五章提出有源電力濾波器模塊化并聯(lián)方案,并詳細說明了模塊化并聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)計和實驗;(5)第六章對全文進行了總結(jié),并對今后的研究工作進行了展望。
標(biāo)簽: 并聯(lián) 工程 關(guān)鍵技術(shù)
上傳時間: 2013-04-24
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有源電力濾波器(Active Power Filter,簡稱 APF)是近年來治理電力系統(tǒng)諧波污染的非常有效的裝置。眾所周知,電力電子裝置和非線性負載的廣泛使用,使諧波電流和無功電流大量注入電網(wǎng),嚴重威脅電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全運行與正常使用,并且產(chǎn)生大量的能源浪費。隨著我國“十一五”規(guī)劃中關(guān)于建設(shè)節(jié)約型社會的戰(zhàn)略方針的提出,應(yīng)用APF進行諧波和無功治理的研究工作將會有很廣闊的應(yīng)用前景。 本文闡述了有源電力濾波器的基本原理,介紹了當(dāng)前主要的幾種APF的分類以及電路拓撲結(jié)構(gòu),分別對三相三線和三相四線制APF的結(jié)構(gòu)進行分析,建立了兩種數(shù)學(xué)模型,指出三相三線制APF在實際供電系統(tǒng)中應(yīng)用的局限性。本文介紹了三種當(dāng)前廣泛采用的電流控制方法和一種比較先進的空間矢量控制方法。對于APF系統(tǒng)的核心--諧波檢測,本文介紹了三種諧波檢測理論,著重對本文設(shè)計的APF所采用的瞬時無功功率理論進行詳細的理論分析,在MATLAB軟件中建立一個三相四線制基于瞬時無功功率理論的APF系統(tǒng)仿真模型,驗證瞬時無功功率理論的可行性。 在進行大量理論分析和驗證的基礎(chǔ)上,設(shè)計一臺采用單片機和DSP雙CPU的有源電力濾波器。硬件上設(shè)計單片機的時鐘電路、仿真器接口電路;設(shè)計DSP的時鐘電路,外接存儲器擴展電路;設(shè)計APF系統(tǒng)的電壓周期檢測電路,電流絕對值轉(zhuǎn)換電路等等。軟件上編寫單片機的主程序和中斷程序、DSP的主程序和啟動搬運程序,調(diào)試并給電進行實際測試和實驗分析。
標(biāo)簽: 并聯(lián)型 仿真 有源電力濾波器
上傳時間: 2013-04-24
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RS-232/RS-485 無源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
上傳時間: 2013-06-30
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隨著對電能應(yīng)用高效率的要求,基于電力電子技術(shù)的非線性負載等開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用越來越普遍,這些開關(guān)設(shè)備造成的諧波成分對電網(wǎng)的污染也越來越嚴重。這些諧波會影響其它電氣設(shè)備的正常工作,危及電網(wǎng)安全。電力有源濾波器由于能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償,得到了廣泛的研究。 本文是在課題組380V、260kVA純有源電力濾波器項目方案的論證階段,為提高大容量單臺純有源濾波器的效率和動、穩(wěn)態(tài)性能而做的分析、設(shè)計和仿真驗證工作。論文首先介紹了通過LCL濾波器與電網(wǎng)相連的并聯(lián)電力有源濾波器的主電路結(jié)構(gòu),進而分析了這種主電路結(jié)構(gòu)在大容量和低開關(guān)頻率場合對開關(guān)紋波衰減的優(yōu)勢。通過比較PI控制和狀態(tài)反饋控制,選取全狀態(tài)反饋來達到對系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。 將電網(wǎng)處理為擾動輸入,對LCL主電路在靜止abc坐標(biāo)系中進行了建模,然后選取系統(tǒng)閉環(huán)期望極點設(shè)計了控制系統(tǒng)。為消除電網(wǎng)這個外部輸入對指令電流跟蹤的影響,引入了電壓前饋,并從理論上推導(dǎo)了前饋的具體關(guān)系式。之后引入了觀測器,并把對電網(wǎng)輸入的建模考慮進了觀測器,消除了電網(wǎng)輸入對狀態(tài)估計和補償輸出造成的偏差。在電力有源濾波器實際安裝時,電網(wǎng)進線和變壓器的電感是不確定的,其會加在LCL的網(wǎng)側(cè)電感上,從而使對系統(tǒng)基于狀態(tài)空間的建模產(chǎn)生偏差,因此文章研究了所設(shè)計的控制器對LCL網(wǎng)側(cè)電感變化的適應(yīng)性。為保證電力有源濾波器的穩(wěn)態(tài)指標(biāo),對狀態(tài)反饋后的系統(tǒng)設(shè)計了重復(fù)控制器。 最后,基于設(shè)計的控制器在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了對1MW不控整流負載進行補償?shù)碾娏τ性礊V波器系統(tǒng)模型,進行了仿真;并對動靜態(tài)性能進行了分析,驗證了設(shè)計和理論分析的正確性。
上傳時間: 2013-06-20
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近幾十年來,由于大功率電力電子裝置的廣泛應(yīng)用,使公用電網(wǎng)受到諧波電流和諧波電壓的污染日益嚴重,功率因數(shù)低,電能利用率低。為了抑制電網(wǎng)的諧波,提高功率因數(shù),人們通常采用無功補償、有源、無源濾波器等對電網(wǎng)環(huán)境進行改善。近年來,功率因數(shù)校正技術(shù)作為抑制諧波電流,提高功率因數(shù)的行之有效的方法,備受人們的關(guān)注。 本文在參閱國內(nèi)外大量文獻的基礎(chǔ)上,綜述了近年來國內(nèi)外功率因數(shù)校正的發(fā)展?fàn)顩r,簡要分析了無源功率因數(shù)與有源功率因數(shù)的優(yōu)、缺點,并詳細分析了有源功率因數(shù)校正的基本原理和控制方法。在通過對主電路拓撲與控制方法的優(yōu)、缺點比較后,選擇BOOST變換器作為主電路拓撲,采用基于平均電流控制的UC3854控制器,設(shè)計了容量為300W的兩級有源功率因數(shù)校正電路的前一級電路,計算了主電路與控制電路的元件參數(shù)。根據(jù)此參數(shù),基于MATLAB環(huán)境下對功率因數(shù)校正前、后的電路進行了仿真,通過仿真波形的分析。最后搭建實驗電路進行實驗,采集實驗波形,對實驗結(jié)果進行分析,進-步驗證了本設(shè)計參數(shù)的正確性與準(zhǔn)確性。 本文功率因數(shù)校正電路的設(shè)計,使電路的功率因數(shù)得到了明顯的改善,達到了設(shè)計要求,同時電路的總諧波畸變因數(shù)控制在了一定的范圍,減少了對電網(wǎng)的污染。并且電路的輸出電壓穩(wěn)定,為后一級的電路設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: 3854 UC 有源功率因數(shù)
上傳時間: 2013-05-22
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在能源枯竭及環(huán)境污染問題日益嚴重的今天,光伏發(fā)電是未來可再生能源應(yīng)用的一種重要方法。本文以光伏逆變技術(shù)為研究對象,對光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤方法、光伏智能充電控制策略、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)與控制方法、光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制方法等問題進行了深入研究。 在擾動觀測法的基礎(chǔ)上,提出了一種直接電流控制最大功率點跟蹤方法,通過檢測變換器輸出電流進行最大功率點跟蹤控制,簡化控制算法,同時省去了擾動觀測法中的電壓和電流傳感器,降低系統(tǒng)成本。 研究了一種實用的光伏系統(tǒng)蓄電池充電控制策略,將最大功率點跟蹤與智能充電控制有機結(jié)合在一起,充分利用光伏電池的輸出功率,縮短充電時間,提高充電效率;研究了一種全數(shù)字式逆變器,通過電壓有效值外環(huán)和瞬時值內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制,既能保證系統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)態(tài)精度,又能保證瞬變負載條件下的動態(tài)特性。研制了一套3kW光伏獨立發(fā)電系統(tǒng)并進行了實驗驗證。 針對住宅型光伏并網(wǎng)逆變器體積小、性能價格比高的要求,研究了一種基于導(dǎo)抗變換器的并網(wǎng)逆變器拓撲結(jié)構(gòu),相比于傳統(tǒng)電流型逆變器,本拓撲省去了笨重的電抗器,同時利用高頻變壓器進行能量傳遞和電氣隔離,進一步降低了系統(tǒng)損耗和體積,降低系統(tǒng)成本。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),由于導(dǎo)抗變換器的固有特性,采用傳統(tǒng)的SPWM調(diào)制方法將導(dǎo)致并網(wǎng)逆變器輸出平頂飽和的非正弦電流,造成對電網(wǎng)的諧波污染,提出了一種新型改進調(diào)制模式。該方法可以實現(xiàn)高功率因數(shù)、低諧波并網(wǎng)發(fā)電。根據(jù)上述理論分析,研制了一臺3kW單相光伏并網(wǎng)逆變器,實驗結(jié)果驗證了理論分析的正確性。 研究了一種三相電流型并網(wǎng)逆變器拓撲結(jié)構(gòu)及其控制方法,采用改進調(diào)制模式對其進行控制,在諧波抑制方面取得了滿意的效果。提出的三相并網(wǎng)逆變方案,相比于傳統(tǒng)三相并網(wǎng)逆變器,具有如下顯著優(yōu)點:系統(tǒng)中任意一相都是一個獨立的子系統(tǒng),不受其它相影響,即使在某一相或某兩相損壞的情況下,剩余相也能正常運行,增加了系統(tǒng)的冗余性;在三相電網(wǎng)不平衡情況下,本方法也能提供穩(wěn)定的三相電流,增加系統(tǒng)抗電網(wǎng)波動能力。初看起來本方案使用的導(dǎo)抗變換器和變壓器有3套,但是每相承受的功率容量只有系統(tǒng)總功率的三分之一,這樣可以選用較小容量的器件,有利于高頻電感和變壓器的制作和生產(chǎn)。提出了一種基于導(dǎo)抗變換器的三相電流型逆變器實現(xiàn)方案,利用導(dǎo)抗變換器將輸入直流電壓變換為高頻正弦電流,經(jīng)高頻變壓器隔離及電流等級變換后進行裂相調(diào)制,輸出為三相正弦電流。該方法不僅省去了傳統(tǒng)電流型逆變器直流側(cè)電抗器,而且采用高頻變換進行功率傳輸,減小了隔離變壓器及輸出濾波器的體積,有利于裝置的小型化和降低成本。 針對光伏電池輸出電壓較低的問題,研究了一種單級式三相升壓型并網(wǎng)逆變器,通過一級變換同時實現(xiàn)升壓和DC/AC變換功能,并且提出了一種基于DSP芯片的控制策略,本方法僅用一個電壓傳感器就能替代原先的三個電壓傳感器:每個載波周期短路相只進行一次開關(guān)動作,同時任何時刻只有2個開關(guān)管導(dǎo)通,可有效降低系統(tǒng)的開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗;由于采用DSP控制,具有控制靈活、穩(wěn)定性高、成本低、并網(wǎng)電能質(zhì)量好,便于功率調(diào)節(jié)等優(yōu)點。 提出了一種光伏并網(wǎng)與有源濾波兼用的統(tǒng)一控制策略,在同一套裝置上既實現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電,又實現(xiàn)諧波補償,克服目前的光伏發(fā)電裝置白天發(fā)電、夜間停機的不足,提高系統(tǒng)利用率。詳細分析了無功電流和諧波電流的檢測方法、光伏并網(wǎng)發(fā)電有功指令電流的生成方法及電流環(huán)控制器和電壓環(huán)控制器的設(shè)計方法,并對光伏并網(wǎng)發(fā)電與有源濾波統(tǒng)一控制模式和單一有源濾波模式進行了討論,仿真和實驗結(jié)果驗證了所提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制策略的正確性和可行性。
標(biāo)簽: 光伏發(fā)電系統(tǒng) 逆變 技術(shù)研究
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:dancnc
UBoot源碼分析及在S3C2440的移植過程
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:CETM008
作為電子類專業(yè)學(xué)生,實驗是提高學(xué)生對所學(xué)知識的印象以及發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,增加學(xué)生動手能力的必須環(huán)節(jié)。本設(shè)計的目的就是開發(fā)一套滿足學(xué)生實驗需求的信號源,基于此目的本信號源并不需要突出的性能,但經(jīng)濟上要求低成本,同時要求操作簡單,能夠輸出多種波形,并且利于學(xué)生在此平臺上認識信號源原理,同時方便在此平臺上進行拓展開發(fā)。 設(shè)計中運用虛擬儀器技術(shù)將計算機屏幕作為儀器面板,采用EPP接口,同時在FPGA上開發(fā)控制電路,為后續(xù)開發(fā)留下了空間,同時節(jié)省了成本。本設(shè)計采用地址線16位,數(shù)據(jù)線12位的靜態(tài)RAM作為信號源的波形存儲器,后端采用兩種濾波類型對需要濾波的信號進行濾波。啟動信號時軟件需要先將波形數(shù)據(jù)預(yù)存在存儲器中便于調(diào)用,最后得到的結(jié)果基本滿足教學(xué)實驗的需求。 本文結(jié)構(gòu)上首先介紹了直接采用DDS芯片制作信號源的利弊,及作者采用這種設(shè)計的初衷,然后介紹了信號源的整體結(jié)構(gòu),總體模塊。以下章節(jié)首先介紹FPGA內(nèi)部設(shè)計,包括總體結(jié)構(gòu)和幾大部分模塊,包括:時鐘產(chǎn)生電路,相位累加器,數(shù)據(jù)輸入控制電路,濾波器控制電路,信號源啟動控制電路。 然后介紹了其他模塊的設(shè)計,包括存儲器選擇,幅度控制電路的設(shè)計以及濾波器電路的設(shè)計,本設(shè)計的幅度控制采用兩級DA級聯(lián),以及后端電阻分壓網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的方式進行設(shè)計,提高了幅度調(diào)節(jié)的范圍。對于濾波器的設(shè)計,依據(jù)不同的信號頻率,分成了4個部分,對于500K以下的信號采用的是二階巴特沃斯有源低通濾波,對于500K以上至5M以下信號采用的五階RC低通濾波器。 在軟件設(shè)計部分,分成兩個部分,對于底層驅(qū)動程序采用以Labwindows/CVI為平臺進行開發(fā),利用其編譯和執(zhí)行速度快,并且和LabVIEW能夠很好連接的特性。對于上層控制軟件,采用以LabVIEW為平臺進行開發(fā),充分利用其圖化設(shè)計,易于擴展。 論文最后對所做工作進行了總結(jié),提出了進一步改進的方向。
上傳時間: 2013-04-24
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入研究有源濾波器各種理論的基礎(chǔ)上,綜合比較各個部分的設(shè)計 方法,對一臺有源電力濾波器各部分電路進行了設(shè)計,并對有源電力濾波器補 償電流成份的計算電路使用MATLAB工具軟件進行了模擬。
標(biāo)簽: DSP 有源電力濾波器 數(shù)字控制
上傳時間: 2013-06-27
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C語言實戰(zhàn)105例源碼--私藏很久的源碼.zip
上傳時間: 2013-06-20
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