本文關(guān)鍵詞：三相軟件鎖相環(huán)在SAPF中的應用研究

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【摘要】：電力電子設備和非線性負載的廣泛應用使得電網(wǎng)諧波污染問題日趨嚴重,有源電力濾波器因其優(yōu)異的性能成為諧波治理的重要裝置,諧波電流檢測模塊對有源電力濾波器的性能有著重要影響,因此必須要求諧波電流檢測模塊能夠在各種電網(wǎng)電壓條件下及時準確地提取到諧波電流信息,ip-iq諧波電流提取算法的檢測結(jié)果受電網(wǎng)電壓影響較小實際應用較多,但ip-iq諧波電流提取算法依賴于電網(wǎng)電壓的相位角,這就需要利用鎖相環(huán)來檢測電網(wǎng)電壓的實時相位角,而實際電網(wǎng)電壓由于各種因素的影響,其波形通常并非理想狀態(tài),三相電壓存在不平衡和畸變情況,因此要求鎖相環(huán)能夠在電網(wǎng)電壓不平衡和畸變情形下準確檢測電網(wǎng)電壓基波正序分量的實時相位角,從而保證有源電力濾波器的諧波電流檢測精度。本文首先介紹了鎖相環(huán)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理,分析了理想電網(wǎng)電壓條件下基于同步旋轉(zhuǎn)坐標系的三相軟件鎖相環(huán)的基本工作原理,在此基礎(chǔ)上得到其等效數(shù)學模型,基于等效數(shù)學模型對其性能進行了分析；其次研究了三相不平衡電壓在正負雙同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的表示形式,分析了三相不平衡電壓在雙同步旋轉(zhuǎn)坐標系中的解耦方法,通過解耦網(wǎng)絡獲得三相不平衡電壓的基波正序分量在正同步旋轉(zhuǎn)坐標系中的q軸分量,進一步分析了基于雙同步旋轉(zhuǎn)坐標系解耦的三相軟件鎖相環(huán)的基本結(jié)構(gòu)框圖及其等效結(jié)構(gòu)圖,實現(xiàn)了不平衡電網(wǎng)電壓相位的準確檢測；接著對三相不平衡且畸變電壓進行了分析,將重復控制器引入基于同步旋轉(zhuǎn)坐標系的三相軟件鎖相環(huán),形成基于重復控制的三相軟件鎖相環(huán),給出其基本結(jié)構(gòu)并對重復控制器進行了分析設計,利用MATLAB/Simulink搭建鎖相環(huán)仿真模型,對其在多種輸入電壓條件下的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能進行了仿真分析。為了對比分析各鎖相環(huán)的實際性能,本文設計并搭建了并聯(lián)型有源電力濾波器(SAPF)實驗平臺,包括啟停控制單元、功率變換模塊及主控單元等的設計實現(xiàn),完成DSP、雙口RAM和AD7606等芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸設計,以及主、從DSP負責功能的軟件程序?qū)崿F(xiàn)。利用SAPF實驗平臺完成了不同輸入電壓條件下各三相軟件鎖相環(huán)的鎖相性能測試實驗,并對實驗結(jié)果進行了對比分析,測試了SAPF采用不同三相軟件鎖相環(huán)時的諧波電流補償效果,根據(jù)實驗結(jié)果分析總結(jié)了鎖相環(huán)對SAPF性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：鎖相環(huán) 電網(wǎng)電壓畸變不平衡 重復控制 并聯(lián)型有源電力濾波器
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.8;TM933.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-24
• 1.1 鎖相環(huán)的研究背景及意義9-12
• 1.2 鎖相環(huán)的研究概況12-18
• 1.2.1 鎖相環(huán)的發(fā)展12-14
• 1.2.2 鎖相環(huán)的分類14-16
• 1.2.3 鎖相環(huán)的實現(xiàn)方案16-18
• 1.3 鎖相環(huán)在有源電力濾波器中的應用要求18-19
• 1.4 有源電力濾波器的發(fā)展概述19-22
• 1.4.1 諧波污染分析20-21
• 1.4.2 有源電力濾波器的研究與應用概況21-22
• 1.5 本文的研究內(nèi)容22-24
• 2 三相軟件鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)及原理24-41
• 2.1 鎖相環(huán)的基本工作原理24-28
• 2.2 基于同步旋轉(zhuǎn)坐標系的三相軟件鎖相環(huán)28-33
• 2.2.1 SRF-SPLL的基本原理28-31
• 2.2.2 SRF-SPLL的數(shù)學模型31-32
• 2.2.3 SRF-SPLL的性能分析32-33
• 2.3 基于雙同步旋轉(zhuǎn)坐標系解耦的三相軟件鎖相環(huán)33-40
• 2.3.1 三相不平衡電壓分析34-36
• 2.3.2 解耦網(wǎng)絡設計36-39
• 2.3.3 DDSRF-SPLL設計39-40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 3 基于重復控制的三相軟件鎖相環(huán)41-52
• 3.1 三相不平衡且畸變電壓分析41-42
• 3.2 RC-SPLL的基本結(jié)構(gòu)42-43
• 3.3 重復控制器設計43-45
• 3.4 RC-SPLL的仿真實驗45-51
• 3.4.1 RC-SPLL仿真模型建立45-46
• 3.4.2 RC-SPLL穩(wěn)態(tài)性能仿真分析46-49
• 3.4.3 RC-SPLL動態(tài)性能仿真分析49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 實驗平臺設計52-67
• 4.1 硬件平臺設計52-58
• 4.1.1 啟�？刂茊卧�52-55
• 4.1.2 功率變換模塊55
• 4.1.3 主控單元及其它硬件模塊55-58
• 4.2 數(shù)據(jù)采集與交互58-63
• 4.2.1 數(shù)據(jù)采集與交互模塊結(jié)構(gòu)58-59
• 4.2.2 芯片地址分配59-60
• 4.2.3 芯片工作時序分析60-63
• 4.3 軟件程序設計63-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 5 實驗結(jié)果與分析67-74
• 5.1 鎖相環(huán)穩(wěn)態(tài)性能實驗67-69
• 5.2 鎖相環(huán)動態(tài)性能實驗69-71
• 5.3 SAPF諧波補償實驗71-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻76-79
• 附錄A 實驗平臺圖片79-80
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況80-81
• 致謝81-82

【參考文獻】

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9 劉健r，

本文編號：1014926