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目前对于电能质量研究成为电力系统研究的重点之一,电力系统谐波作为电能质量的一个重要部分,对谐波的研究和分析对电能质量的改善和电力系统分析有着重要的意义。本文将FPGA芯片用于有源电力滤波器的谐波检测和波形控制等环节,提出了一种系统集成化有源电力滤波器设计方案。
对三相三线制有源电力滤波器进行了拓扑建立,并针对所建立的拓扑结构建立了数学模型。总结目前所应用的谐波补偿算法,并针对瞬时功率理论的谐波算法进行了理论分析。总结目前所应用的波形控制算法,并针对空间矢量PWM进行了理论分析。设计分析了谐波检测过程中所应用的数字滤波器,并针对电网中谐波特点,设计了两种ⅡR数字滤波器。研究分析了三相锁相环的原理,并对其进行了仿真研究。基于现有理论,提出了一种系统集成化方案。
对系统的硬件结构分两部分进行了介绍,第一部分介绍主电路、检测电路、保护电路以及除了控制电路以外的其他电路,第二部分是FPGA+DSP控制电路介绍。对电路各个部分进行了详细的介绍分析。
对控制系统进行了功能划分并在芯片内进行了功能模块分配。对控制系统进行了模块划分,针对FPGA和DSP各自的特点,将功能比较固定的一些模块放入FPGA,将相对灵活的一些模块放入DSP。对各个模块进行了设计和分析。
为了证明理论分析的正确性科学性,和系统软硬件设计的正确性合理性,对系统进行了仿真研究和实验研究。对系统仿真参数进行了计算,进行了设计分析。对仿真结果和实验结果进行了分析。