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动态谐波滤波器的设计

更新时间：2020-04-14 00:55:06 大小：3M 上传用户：zhengdai 查看TA发布的资源 标签：谐波抑制电力滤波器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着工业技术的快速发展，电网谐波导致的危害日益突出，电力谐波治理刻不容缓。在谐波治理过程中，传统的无源滤波器在使用中会随着滤波电容的衰减效应而导致滤波精度发生偏移，从而造成滤波效果下降。因此，设计一种在长期工作过程中保持滤波精度和滤波效果始终不变的滤波器是至关重要的。

本文首先对电网谐波的来源、危害及其治理现状做了简单介绍，例举了谐波治理领域所使用的多种滤波器结构方式，比较了各种滤波器在使用过程中的优缺点，然后对基于可变电抗器的动态谐波滤波器概念进行了阐述。由于可变电抗器的使用，动态谐波滤波器可实现对滤波器的谐振频率进行实时调节以适应电容的衰减效应，从而达到滤波精度不变的目的；多组滤波电容可分段投切，根据实际电网无功补偿需要投入和切除相应数量的电容器，并且由于可变电抗器电抗的实时调节性，使动态谐波滤波器能够补偿电力系统即时需求的无功功率而避免造成无功功率过补偿的问题。这极大了改善了传统无源滤波器在谐波治理领域中所面临的问题。因此，本文详细介绍了动态谐波滤波器的原理和性能要求，比较了动态谐波滤波器相比于传统滤波器之间的优点，介绍了滤波器电抗器的设计要求，并对滤波器的拓扑结构进行设计。其次，在动态谐波滤波器主回路设计完成基础之上，对滤波器控制器的具体功能进行了详细分析，确定了以C8051F系列单片机为控制器处理器的方案，并从滤波器整体功能和系统资源考虑上选择了双MCU为核心的滤波器控制器结构，其硬件模块主要包括：单片机最小系统、EEPROM存储器、模拟量输入通道、锁相环电路、IGBT驱动保护电路、开关量输入/输出通道、串行口通信电路、SPI通信电路等；软件部分采用模块化设计，主要包括：谐波参数采集程序、PCA脉冲输出程序、SPI通信程序、串口通信程序、人机交互界面程序等。对谐波分析中运用的快速傅里叶变换算法(FFT)进行了简单介绍，并提出了一种通过加窗插值对FFT进行修正的方法，有效得克服了谐波测量中所存在的频谱泄漏和栅栏效应，并通过Matlab仿真分析，验证了算法的有效性。