基于DFACTS的電力牽引諧波抑制與節(jié)能研究

【摘要】： 電力電子器件充斥著我們的生活,從家用空調(diào),變頻冰箱到工業(yè)中的煉鋼爐,冶金爐,電力機車等,由此帶來的諧波污染問題也越來越嚴(yán)重。眾所周知,電力電子半導(dǎo)體的大量投放會給電網(wǎng)帶來嚴(yán)重的諧波,諧波問題帶來系統(tǒng)功率因數(shù)的降低,由此造成的線路損耗和變壓器損耗等問題亟待解決。諧波已經(jīng)成為影響電能質(zhì)量的主要因素,有源濾波這一概念經(jīng)過幾十年的發(fā)展,逐步被認(rèn)定為是治理諧波問題最有效的手段,其研究和應(yīng)用越來越受到關(guān)注。 本文首先探討了有源濾波器的原理和電路結(jié)構(gòu),發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀；然后以單相并聯(lián)型有源電力濾波器為模型基礎(chǔ),通過仿真,給出了單相系統(tǒng)的有源濾波器的結(jié)構(gòu),驗證了有源電力濾波器可以有效的消除系統(tǒng)的諧波污染,降低諧波含量,提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。 其次以高速DSP芯片TMS320F2812為數(shù)字平臺,實現(xiàn)了諧波電流無差檢測；以滯環(huán)電流控制作為有源濾波器的PWM控制方式。并設(shè)計出一套以IPM為構(gòu)架變流器的有源濾波器樣機,通過實驗對比分析了在系統(tǒng)中加入APF前后諧波含量的變化。 最后針對SS4改型電力機車設(shè)計了車載APF,用于抑制電力機車的諧波。在改善電能質(zhì)量的同時,從經(jīng)濟上做了節(jié)能的效益分析,并折算成減少的二氧化碳排放量,挖掘了有源電力濾波器對電力系統(tǒng)低碳化所做貢獻(xiàn)的潛力。 【關(guān)鍵詞】：電力系統(tǒng)低碳化 有源電力濾波器 TMS320F2812 節(jié)能分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM922
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-19
• 1.1 課題背景8
• 1.2 電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和抑制諧波方法8-11
• 1.2.1 無源濾波裝置10
• 1.2.2 有源電力濾波器10-11
• 1.3 "低碳經(jīng)濟"下電能質(zhì)量監(jiān)控的發(fā)展11-12
• 1.4 有源濾波器的分類與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.4.1 有源電力濾波器的分類13-15
• 1.4.2 有源電力濾波器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展15-17
• 1.4.3 PWM控制技術(shù)發(fā)展17
• 1.5 本文研究工作17-19
• 2 并聯(lián)APF系統(tǒng)控制基本原理19-30
• 2.1 基于瞬時無功功率理論的諧波檢測方法19-23
• 2.1.1 瞬時無功理論的基本原理19-21
• 2.1.2 i_p-i_q檢測方法21-23
• 2.2 電流跟蹤控制策略23-26
• 2.2.1 滯環(huán)比較電流控制23-24
• 2.2.2 三角波比較電流控制24-26
• 2.3 單相有源濾波器的仿真實驗26-29
• 2.4 本章總結(jié)29-30
• 3 APF系統(tǒng)總體設(shè)計30-58
• 3.1 諧波檢測的軟件與硬件電路設(shè)計30-33
• 3.2 基于TMS320F2812為核心的軟件實現(xiàn)33-34
• 3.2.1 基于TMS320F2812的軟件流程圖33-34
• 3.2.2 基于CCS3.1的編程環(huán)境34
• 3.3 實驗系統(tǒng)設(shè)計34-56
• 3.3.1 電流采樣電路34-36
• 3.3.2 基于LM393的過零檢測電路實現(xiàn)36-37
• 3.3.3 數(shù)字低通濾波器設(shè)計37-43
• 3.3.4 基于芯片TLV5618A的信號輸出43-45
• 3.3.5 IPM功率單元設(shè)計45-49
• 3.3.6 滯環(huán)控制比較單元設(shè)計49-51
• 3.3.7 實驗主電路設(shè)計51-55
• 3.3.8 實驗結(jié)果分析55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 4 SS4電力機車諧波抑制及節(jié)能效益分析58-68
• 4.1 SS4機車工作原理58
• 4.2 SS4改型機車的matlab仿真分析58-60
• 4.3 車載APF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與仿真分析60-63
• 4.4 APF對SS4改型機車的能耗的影響與節(jié)能分析研究63-66
• 4.5 APF對SS4改型機車的經(jīng)濟性分析研究66-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況71-72
• 致謝72-74

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