【摘要】：有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)作為一種諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備具有補(bǔ)償方式靈活、補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗影響、補(bǔ)償精度高等優(yōu)點(diǎn)。三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的APF具有耐壓等級(jí)高、補(bǔ)償容量大等優(yōu)點(diǎn),研究和應(yīng)用前景較大。目前APF數(shù)字控制系統(tǒng)多以數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Porcessor,DSP)為核心處理器,其固有的指令順序執(zhí)行方式與中斷機(jī)制使系統(tǒng)計(jì)算效率難以提高,影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)補(bǔ)償特性和穩(wěn)定性�，F(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)固有的算法并行執(zhí)行方式與準(zhǔn)模擬電路特性可以縮短控制策略執(zhí)行時(shí)間,減少控制回路延時(shí),提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。本文以FPGA為核心處理器,研究APF數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法并完成裝置研制。論文的具體工作如下:本文以T型三電平APF為研究對(duì)象,建立了其在abc靜止坐標(biāo)系下和dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了基于諧波同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的諧波電流分頻控制策略。根據(jù)三電平中點(diǎn)電位不平衡成因,推導(dǎo)了基于小矢量分配因子的中點(diǎn)電位平衡控制策略。搭建仿真模型對(duì)上述控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。本文分析和對(duì)比了 FPGA與DSP的特點(diǎn),針對(duì)FPGA在電力電子變換器中的應(yīng)用,研究了電力電子IP核(Intellectual Property Core)的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)流程。根據(jù)電力電子變換器控制策略的普遍特點(diǎn),提出具有指導(dǎo)意義的電力電子IP核設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了多個(gè)可復(fù)用電力電子IP核,并進(jìn)行了功能仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,形成了電力電子IP核庫(kù)的雛形。依據(jù)APF控制策略各部分的串并行執(zhí)行關(guān)系,將庫(kù)中IP核有機(jī)整合,采用搭積木的方式在FPGA內(nèi)構(gòu)建了完整的APF控制策略,其計(jì)算頻率最高可達(dá)75.3kHz。依據(jù)工業(yè)級(jí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則,搭建了 380V/60A的三電平APF實(shí)驗(yàn)樣機(jī),給出了樣機(jī)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上進(jìn)行了諧波補(bǔ)償?shù)认嚓P(guān)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了IP核及實(shí)驗(yàn)樣機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性。
【圖文】：

１．２．２有源電力，

本文編號(hào)：2599426