以谐波抑制，无功补偿为主要功能的有源电力滤波器的基本理论已经成熟，但是市场尚无成熟的谐波有源抑制产品，同时电网谐波问题日益突出，因此需要对有源电力滤波器进行产业化应用研究。并联有源电力滤波器以其安装、维护方便，成为商用化产品的主流。所以本文针对并联有源电力滤波器，展开产业化应用研究。 本文研究工作首先由如下工程问题引出：并联有源电力滤波器在补偿办公楼电气负载产生的谐波电流时，会出现谐波放大现象。办公楼电气负载主要是计算机、开关电源、不间断电源、电压型变频器等，这些都是电压型谐波源．本文以电容滤波型整流电路（电压型谐波源）的分析作为切入点，基于“分段线性化”方法，对并联有源电力滤波器补偿电容滤波型整流负载进行了稳态分析，得到系统的电流和电压波形，进而获得其频谱特性。通过本文所述稳态分析方法，可以从理论上理解并联有源电力滤波器补偿电容滤波型整流负载的工作过程，对有源电力滤波器的应用研究具有重要的理论和实际意义。 本文在分析办公楼负载电气特性的基础上，建立了有源电力滤波器补偿容性负载的简化模型，依据该模型分析了负载中容性元件的电容值与谐波电流放大之间的关系；为了克服谐波放大现象，本文首先通过负载电流采样环节后加装滤波器的方式，将电流谐振频率分量从采样值中滤除，虽然达到了抑制谐波放大的目的，但是由于延时的引入，使得补偿后网侧电流畸变率（THD）急剧升高；然后根据这一思路，采用基于快速傅立叶变换（FFT）的有选择谐波补偿方法将电流谐振频率分量从负载电流采样值中滤除，使得系统在谐振频率处变为开环控制，使系统稳定。经过对办公楼负载的实际并网谐波补偿实验证明基于FFT的有选择谐波补偿方法对于抑制谐波放大是有效的。本创新点的研究工作对于实际工程应用具有参考价值。 为了满足大容量的谐波抑制要求，本文提出了模块化有源电力滤波器并联补偿方案，该方案的特点是模块化结构及N+1冗余并联控制策略、主从总线结构及主机产生、负载电流检测方案以及并联均流策略。主机产生及负载电流检测是这一并联方案的突出特点，体现了本文的创新性工作。本文还对多模块并联系统进行了建模和稳定性研究；依据模块化并联补偿方案，在省科技计划重点项目的支持下，对有源电力滤波器进行产业化研究，从项目方案、设计、器件选型，样机调试、满功率运行及性能检测、楼宇负载与工业负载的实际并网实验，直至工业样机定型，对有源电力滤波器的产业化应用研究起了较大的推进作用，支撑项目目前已经有定型的工业化产品推出。 全文围绕上述三个方面展开，章节分排如下：（1）第一章从实际应用角度，总结阐述了有源电力滤波技术在谐波检测、电流跟踪控制、拓扑结构三个方面的研究进展；（2）第二章对并联有源电力滤波器补偿电容滤波型整流负载进行了稳态分析；（3）第三章分析了有源电力滤波器补偿容性负载时出现的谐波放大现象，并利用FFT方法使得系统在谐振频率处变为开环控制，达到抑制谐波放大的目的；（4）第四章、第五章提出有源电力滤波器模块化并联方案，并详细说明了模块化并联系统的设计和实验；（5）第六章对全文进行了总结，并对今后的研究工作进行了展望。
上传时间： 2013-04-24
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随着电力电子技术的发展，交流电源系统的电能质量问题受到越来越多的关注。传统的整流环节广泛采用二极管不控整流和晶闸管相控整流电路，向电网注入了大量的谐波及无功，造成了严重的污染。提高电网侧功率因数以及降低输入电流谐波成为一个研究热点。功率因数校正技术是减小用电设备对电网造成的谐波污染，提高功率因数的一项有力措施。本文所做的主要工作包括以下几部分： 1.分析了单位功率因数三相桥式整流的工作原理，这种整流拓扑从工作原理上可以分成两部分：功率因数补偿网络和常规整流网络。在此基础上，为整流电路建立了精确的数学模型。 2.这种单位功率因数三相桥式整流的输入电感是在额定负载下计算出的，当负载发生变化时，其功率因数会降低。针对这种情况，提出了一种新的控制方法。常规整流网络向电网注入的谐波可以由功率因数补偿网络进行补偿，所以输入功率因数相应提高。负载消耗的有功由电网提供，补偿网络既不消耗有功也不提供任何有功。根据功率平衡理论，可以确定参考补偿电流。双向开关的导通和关断由滞环电流控制确定。在这一方法的控制下，双向开关工作在高频下，因此输入电感值相应降低。仿真和实验结果都表明：新的控制方法下，负载变化时，输入电流仍接近于正弦，功率因数接近1。 3.根据IEEE-519标准对谐波电流畸变率的要求，为单位功率因数三相桥式整流提出了另一种控制方法。该方法综合考虑单次谐波电流畸变率、总谐波畸变率、功率因数、有功消耗等性能指标，并进行优化，推导出最优电流补偿增益和相移。将三相负载电流通过具有最优电流补偿增益和相移的电流补偿滤波器，得到补偿后期望的电网电流，驱动双向开关导通和关断。仿真和实验都收到了满意的效果，使这一整流桥可以工作在较宽的负载范围内。 4.单位功率因数三相桥式整流中直流侧电容电压随负载的波动而波动，为提高其动、静态性能，将简单自适应控制应用到了直流侧电容电压的控制中，并提出利用改进的二次型性能指标修改自适应参数的方法，可以在实现对参考模型跟踪的同时又不使控制增量过大，与常规的PI型简单自适应控制相比在适应律的计算中引入了控制量的增量和状态误差在k及k+1时刻的采样值。利用该方法为直流侧电压设计了控制器，并进行了仿真与实验研究，结果表明与PI型适应律相比，新的控制器能提高系统的动态响应性能，负载变化时系统的鲁棒性更强。
上传时间： 2013-06-15
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ADE7816是一款多通道电能计量IC，可以同时测量多达6个电流通道和1个电压通道。ADE7816可提供所有通道的有功和无功电能以及电流和电压有效值读数。另外提供各种电能质量功能，包括无负载、反向功率和角度测量。ADE7816适合各种计量应用，包括智能电表、配电单元和家庭电能监控器。
上传时间： 2013-10-10
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基本误差 在相关国标、规程规定的参比条件下，输出电流为50mA～120A装置的最大允许误差（含标准表）小于0.01％，输出电流为1mA～50mA装置的最大允许误差（含标准表）小于0.015％。 可实现三只三相电能表的三相四线及三相三线的误差测量；可测试无功电能基本误差。 1.2.3.2 测量重复性 装置的测量重复性用实验标准差表征，在进行不少于10次的重复测量，其测量结果的标准偏差估计值s不超过0.001％。 1.2.3.3 输出电量 1.2.3.3.1 电压电流量程 输出电压范围：3×（57.7V～380V）； 每档电压输出瞬间及相位切换时不允许有尖峰。每档电压输出上限达120%Un。 输出电流范围：3×（0.001A～100A）； 输出电流范围上限要求达到120A。每档电流输出瞬间及相位切换时不允许有尖峰。每档电流输出上限达120%In。 1.2.3.3.2 输出负载容量 三表位：电压输出：每相≥150VA 电流输出: 每相≥300VA 1.2.3.3.3 输出电量调节 （1） 电压、电流调节： 调节范围：0%～120% 调节细度：优于0.005%。 （2） 相位调节： 调节范围：0°～360° 调节细度：优于0.01°。 （3） 频率调节： 调节范围：45Hz～65Hz 调节细度：优于0.001Hz。 1.2.3.3.4 输出功率稳定度：<0.005% / 3min . 稳定度按JJG597的5.2.3.13方法计算。 1.2.3.3.5 输出电压电流失真度 装置输出电压电流失真度范围：小于0.1%。 1.2.3.3.6起动电流：装置具有起动电流调整、测量功能，能输出0.5mA的起动电流。 起动电流的测量误差≤ 5%，起动功率的测量误差 ≤ 10%。 1.2.3.3.7三相电量对称性 任一相（或线）电压和相（或线）电压平均值之差不大于±0.1%；各相电流与其平均值之差不大于±0.2%；任一相电压与对应相电流间的相位角之差不大于0.5°；任一相电压（电流）与另一相电压（电流）间相位角与120°之差不大于0.5°。 1.2.3.4 多路隔离输出的装置各路输出负载影响应符合JJG597—2005中 3.8条的规定。 1.2.3.5 确定同名端钮间电位差应符合JJG597—2005中3.9条的规定。 1.2.3.6 多路输出的一致性应符合JJG597—2005中3.7条的规定。 1.2.3.7 监视示值的误差 监视仪表应有足够的测量范围，电压示值误差限为±0.2%，电流、功率示值误差限为±0.2%，相位示值误差限为±0.3°，频率示值误差限为±0.1%，启动电流和启动功率的监视示值误差不超过5%（启动电流为1mA时的监视示值误差也不应超过5%）。各监视示值的分辨力应不超过其对应误差限的1/5。 1.2.3.8 具有消除自激的功能。可自动消除开机或关机时产生的尖脉冲。 1.2.3.9 装置的磁场 由装置产生的在被检表位置的磁感应强度不大于下列数值： I≤10A时，B≤0.0025mT； I=200A时，B≤0.05mT；10A到200A之间的磁感应强度极限值可按内插法求得。 1.2.3.10 电磁兼容性 （1）电磁骚扰的抗扰度 装置的设计能保证在传导和辐射的电磁骚扰以及静电放电的影响下不损坏或不受实质性影响（如元器件损毁、控制系统死机、精度出现变化等影响正常检定工作的现象），骚扰量为静电放电、射频电磁场。 （2）无线电干扰抑制 装置不发生能干扰其他设备的传导和辐射噪声。 1.2.3.11 稳定性变差 （1）短期稳定性变差 装置基本误差合格的同时，在15min内的基本误差最大变化值（连续测量7h），不大于装置对应最大允许误差的20％。 （2）检定周期内变差 检定周期内装置基本误差合格的同时，其最大变化值，不大于0.01％。 1.2.3.12 安全 装置的绝缘强度试验要求和与安全有关的结构要求符合GB 4793.1的规定。 1.2.3.13 脉冲输出 同时检测三路被检脉冲：显示当前误差平均误差和标准偏差；同时检测的被检脉冲的常数、工作方式和脉冲个数，可完全不同；误差测量所需要的输入参数的位数，应能覆盖目前各种标准表和的检测需要。对每一表位应有高频、低频脉冲信号的BNC接收端口，能接收≤600kHz的有/无源脉冲（5-30V脉冲幅值）。 1.2.3.14供电电源 供电电源在3×220V/380V10,50Hz2Hz装置正常工作。
上传时间： 2021-06-15
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本文对PWM全桥软开关直流变换器进行了研究。具体阐述了PWM全桥ZS软开关直流变换器的工作原理和软开关的实现条件，就基本的移相控制FB ZVS PWM变换器存在的问题给予分析并对两种改进方案进行了研究：1、能在全部工作范围内实现零电压开关的改进型全桥移相zvs-PWM DCDC变换器，文中通过对其开关过程的分析，得出实现全负载范围内零电压开关的条件。采用改进方案设计了一台48V~6 VDC/DC变换器，实验结果证明其比基本的 ZVS-PWM变换器具有更好的软开关性能。2、采用辅助网络的全桥移相 ZVZCS-PWM DCDC变换器，文中具体分析了其工作原理及变换器特性，并进行实验研究随着电力电子技术的发展，功率变换器在开关电源、不间断电源、CPU电源照明、电机驱动控制、感应加热、电网的无功补偿和谐波治理等众多领域得到日益广泛的应用，电力电子技术高频化的发展趋势使功率变换器的重量大大减轻体积大大减小，提高了产品的性能价格比，但采用传统的硬开关技术，开关损耗将随着开关频率的提高而成正比地增加，限制了开关的高频化提高功率开关器件本身的开关性能，可以减少开关损耗，另一方面，从变换器结构和控制上改善功率开关器件的开关性能，可以减少开关损耗。如缓冲技术、无损缓冲技术、软开关技术等软开关技术在减少功率开关器件的开关损耗方面效果比较好，理论上可使开关损耗减少为零。12软开关技术的原理和类型功率变换器通常采用PwM技术来实现能量的转换。硬开关技术在每次开关通断期间功率器件突然通断全部的负载电流，或者功率器件两端电压在开通时通过开关释放能量，这种方式的工作状况下必将造成比较大的开关损耗和开关应力，使开关频率不能做得很高。软开关技术是利用感性和容性元件的谐振原理，在导通前使功率开关器件两端的电压降为零，而关断时先使功率开关器件中电流下降到零，实现功率开关器件的零损耗开通和关断，并且减少开关应力。
标签： 移相全桥
上传时间： 2022-03-29
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PFC基础知识-PF的定义1功率因数（Power Factor）的定义是指输入有功功率（p）和视在功率（S）的比值；线性电路功率因数可用Cos表示，为正弦电流与正弦电压的相位差；但是由于整流电路中二极管的非线性，导致输入电流为严重的非正弦波形，用cosp已不能表示整流电路的功率因数；常规直接整流电路的滤波电容使输出电压平滑，但却使输入电流变为尖脉冲，并产生高次谐波分量。输入电流波形变，导致功率因数下降，污染电网，甚至造成电子设备损坏。引入功率因数校正是必要的利用功率因数校正技术可A/全跟踪交流输入电压波形，流输入电流波形完使输入电流波形皇纯正弦波，并且与输入电压波形相位，，此时整流器的货载可等效为纯电阻。根据常用功率因数校正方法可分为有源功率因数校正（APFC）技术与无源功率因数校正（PPFC）技术。它置于桥式整流器与滤波用电解电容器之间，实际上是一种DC-DC变换器。无源功率因数校正是利用电感和电容组成滤波器，对输入电容进行移相和整形。有源功率因数校正（APFC：Active Power Factor Correction），在负载即电力电子装置本身的整流器和滤波电容之间增加一个功率变换电路，将整流器的输入电流校正成为与电网电压同相位的正弦波，消除了谐波和无功电流，因而将电网功率因数提高到近似为1.APFC电路常用拓扑：升压式（Boost）降压式（Buck）升/降压式（Buck/Boost）反激式（Fly back）APFC电路形式：单极式 双极式单相PFC 三相PFCBoost变换电路是有源功率因数校正器主回路拓扑的极好选择。优点：输入电流连续，因而产生低的传导噪声和最好的输入电流波形；缺点：需要比输入峰值电压还要高的输出电压。
标签： pfc
上传时间： 2022-05-28
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本课题的主要目标是设计一个基于TM32与ATT7022日的用电智能采集模块，该采集模块具有智能多费率三相电能表的大部分功能，即可以测量与存储电压、电流、功率、功率因数、相角和谐波等参数。微控制器STM32是意法半导体公司的产品，其采用ARM较新版的Cortex-M3内核，此类新的内核的特点是功耗小且性能好。此模块将为主台（PC机或电力负荷管理终端）提供大量的电力数据，除了实时数据，还有历史数据。该用电智能采集模块包括硬件部分与软件部分，本人的主要工作是软件部分的编写与调试。而软件部分又分为两层，分别是硬件接口层与业务层。本人的工作更侧重于硬件接口层部分软件的编写与调试。本模块的微控制器只是通过SPI 接口读取ATT7022E的测量结果：因为ATT7022E的测量精度很高，且对整个模块的精度起到了主要作用，因此该模块的计量精度较高，达到了设计要求。有功电能计量误差小于0.5%，无功电能计量误差小于2%。
上传时间： 2022-07-22
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有源电力滤波器是一种新型谐波，无功补偿装置。和传统无源的补偿装置相比，有源电力滤波器具有很大的优势，可以对谐波，无功以及负序电流实现实时、准确的补偿。因此，有源电力滤波器得到了广泛的研究，并开始进入工业应用阶段。随着数字信号处理技术的高速发展，以全数字化控制技术实现的有源电力滤波器必将成为电力电子技术中新的研究热点。 本论文阐述了谐波抑制的背景和目的以及国内外谐波抑制技术的发展现状，深入分析、比较了目前常用的有源滤波器的结构和工作原理，本论文探讨了单相系统的谐波检测算法的各种方案及其特点，选用负荷电流基波有功分量法对谐波电流进行检测。该方法结构简单，不仅适用于单相系统而且适用于三相系统。本文对单相有源电力滤波器进行了硬件和软件设计，对各硬件部分实现的功能进行了具体的介绍，并给出了实现原理图。软件设计部分给出了主要程序的设计流程图。以上设计方案在MATLAB 仿真软件包的SIMULINK 环境下进行了仿真实现，仿真结果证实了本文设计的有源电力滤波器的正确性和谐波补偿的实时性。 在理论分析和仿真研究的基础上，设计了基于TMS320F2812 DSP 控制的单相并联型电力有源滤波器，研制了实验样机，对并联型有源电力滤波器进行了初实验结果表明，本论文采用的负载电流基波有功分量算法能够实时，准确地提取出谐波和无功分量，同时也表明，这种基于TMS320F2812 DSP 的单相有源电力滤波器具有优良的谐波补偿特性。
上传时间： 2013-06-19
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晶闸管控制电抗器(TCR)型静止无功补偿装置(SVC)由于其对快速波动负荷补偿的良好效果，成为近年来无功补偿的热点。本文对SVC的各种装置进行了介绍，研究了TCR型SVC的原理和控制方法，特别分析了12脉波TCR的谐波特性；引入了基于三角波调制的无功电流检测方法，并在此基础上设计了以AVR单片机为核心的动态无功补偿装置控制器。在控制器硬件电路的基础上，利用C语言进行软件编程实现了控制器对装置的自动控制。通过变电站的现场实验证明控制器能够准确、快速、可靠的控制TCR实现对波动负荷的快速补偿。
上传时间： 2013-08-03
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随着网络技术的飞速发展，办公楼宇或住宅小区的用电管理也正逐步走向智能化、网络化。论文针对传统的电表系统具有抗干扰能力差、计量不精确、人工抄表费时费力、功能单一等缺点，提出了一套基于以太网传输的三相电量采集系统。该系统采用电能计量芯片CS5460A负责采集电量，AT89S53单片机作为数据处理的核心部件，通过SPI总线传送电流、电压、有功、无功等实时测量值，并用以太网控制器ENC28J60，实现以太网通信，配合上位机显示，对电能进行集中管理。 本系统采用电子计量芯片代替传统的机械脉冲式电能表，并结合用电特性，使得电能计量精度大大提高，电量统计也更加精确。电能表输出的脉冲信号经过网络模块的统计换算之后，通过以太网传输给管理计算机，使得传输距离大大增加。用电量信息经过统计计算存入数据库，可以生成一个用户用电报表并可打印出来，这样可有效的把电能计量、收费管理、用电过程管理等功能集于一体。采用以太网总线控制，不仅减少了布线的成本和难度，且利于数据在局域网内的共享。 本文首先对当前电子式电能表的发展情况、技术特点作了一个简单的概述。其次阐述了系统的硬件电路设计及系统软件设计，并对以太网通信的重要依据-TCP/IP协议作了全面的分析，介绍了TCP/IP协议的四个协议层：链路层、网络层、传输层和应用层及其具体实现方法，精简了TCP/IP协议。最后简单介绍了上位机上的管理软件设计。
上传时间： 2013-06-09
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