本课题是教育部博士点基金项目“电网谐波抑制技术的研究”(20101402120004)的重要组成部分。由于电力电子技术的发展及电力电子设备的广泛应用,大量的谐波电流注入电网,谐波电流会导致电力系统电压发生畸变,使得电能质量下降,因此谐波抑制已成为电能质量治理的重要组成部分。传统的谐波抑制方法是使用无源电力滤波器,其只能滤除特定的某一次或两次谐波,受系统阻抗的影响比较大。针对无源电力滤波器的这些缺点,近年来人们越来越多的把研究重点转向了有源电力滤波器APF (Active Power Filter)。本课题以三相并联型有源电力滤波器为研究对象,在分析了其基本原理和系统结构的基础上,设计了一套基于DSP的三相并联型有源电力滤波器实验装置,最终得到了预期的实验结果。具体研究内容如下介绍了有源电力滤波器的发展历史及研究现状,对有源电力滤波器进行了分类,分析了三相并联型有源电力滤波器的基本原理,确立了基于改进型单位功率因数UPF (Unity Power Factor)谐波检测算法和空间电压矢量SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation)电流跟踪控制技术的控制策略。实时精确的谐波检测算法是有源电力滤波器的关键技术之一,本文所采用的UPF谐波检测算法无需进行坐标变换,算法简单,同时为了抑制电压畸变的影响,引入了锁相环,对UPF谐波检测算法进行了改进。建立了APF主电路的数学模型,研究了基于空间电压矢量(SVPWM)的电流跟踪控制方法,得到了预期的实验效果。对于直流侧电压的稳定控制,从直流侧电容和电网间能量交换的角度分析了其控制的基本原理。研究了有源电力滤波器主电路中主要参数的设计方法,包括直流侧电容值和电压值的确定,交流侧电感值的确定等。在Matlab/Simulink环境下搭建了有源电力滤波器的系统仿真模型,通过仿真验证了本文所使用的控制方法及参数设计的可行性和正确性。设计了三相并联型有源电力滤波器的硬件实验电路,主要由控制电路和主电路两大部分组成,控制电路以高速DSP芯片TMS320F2812为核心,设计了DSP最小系统及外围的信号采样调理电路、锁相倍频电路及键盘显示电路等。主电路以智能功率模块IPM(PM25CLA120)为核心,设计了相应的驱动电路、功率驱动保护电路、直流侧电压过压欠压保护电路及直流侧电容的限流启动保护电路。设计了一套基于ip-iq算法的硬件谐波检测系统电路,包括与电网电压同步的单位正余弦波发生电路设计,模拟乘法器电路设计,加减运算电路及低通滤波器的设计等。在CCS3.1平台上编写了APF软件系统,主要由初始化程序,主程序,谐波检测与控制程序三部分组成。初始化程序完成程序运行前各个模块和相应寄存器的设置,主程序主要由键盘显示程序构成,控制程序完成谐波检测、电流跟踪控制及一些中断保护程序等。最后对各部分硬件电路和软件系统进行了实验调试,并最终得到了预期的实验结果。实验结果表明,APF实验装置运行以后,电源侧电流的主要次谐波成分都得到了有效抑制,最终实现了谐波抑制的目的。同时在硬件谐波检测系统中已得到了与电网电压同步的单位正余弦波,加减运算电路也通过实验数据验证了其正确性,乘法器模块的调试也取得了很大的进展。