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各种电力电子设备和非线性负载使用,使得大量谐波注入到电网中,电网中的电压、电流失真严重,影响电网的电能质量。为保证电网高水平的电能质量,谐波问题已成为电力系统面临的一个重大课题,受到人们越来越多的重视。电力电子新技术的发展为电力系统谐波治理提供了良好的方法,采用有源电力滤波(ActivePower Filter,简称APF)技术既能抑制电网谐波,改善电力线路电流波形,又能补偿电网无功功率,提高电网功率因数。APF装置具有动态补偿的优良性能。 本文从谐波问题入手,首先对谐波的概念、产生和危害进行了研究,其次研究了抑制谐波的方法和外加滤波装置,再次详细分析了有源电力滤波器的结构,最后对有源电力滤波器进行了硬件设计,仿真结果证明了系统的可靠性。 对有源电力滤波器的详细阐述,主要包括其的工作原理、分类、优点和缺点等。选择了以三相三线制作为有源电力滤波器主电路结构,以此为基础进行了主电路的开关器件选择和驱动电路选择;最后根据对控制系统的要求,设计了基于DSP的控制系统的硬件,包括采样周期信号产生电路、电流检测电路、D/A电路等模块的硬件设计,并对各模块的具体实现进行了深入的讨论。 在分析传统谐波电流检测方法的基础上,本文讨论了瞬时无功理论的p、q法检测谐波电流和无功电流,克服了传统谐波电流检测方法实时性能差的缺点,并且非常容易实现。文中采用ip、iq法,该方法更具有实用价值。