基于DSP控制的电网信号处理与电能质量补偿系统研究
Research on DSP-Controlled System of Power Grid Signal Processing and Power Quality Compensation
随着现代科学技术的发展,一方面,大量非线性负载造成电能质量问题的因素不断增长;另一方面,各种复杂、精密的用电设备不断普及,人们对电能质量及可靠性的要求越来越高.上述问题的矛盾越来越突出,这使得电能质量问题对电网和配电系统造成的直接危害和可能对人类生活和生产造成的损失也越来越大,电能质量直接关系到国民经济的总体效益.而目前我国在相关领域的研究仍十分落后,有必要大力加强对提高电能质量方法的研究.本文从对电网谐波的分析入手,以高性能的DSP和IPM智能功率模块为核心,基于FFT快速傅立叶分析方法和SPWM正弦波脉宽调制原理,构建系统对电能质量进行补偿,以提高电能质量.本文系统通过数据采集子系统对电网信号进行采样,得到的信号经A/D变换后输入至DSP,由DSP完成FFT变换与谐波的分析处理,得到相关高次谐波的信息,并产生控制信号驱动IPM模块工作,通过电力有源滤波器输出无功电力与高次谐波补偿电压,对电网无功电力与各次谐波进行补偿,以达到改善电能质量的目的.与此同时,系统还包括了故障保护子系统以保证安全可靠性,并设计了人机交互界面,实时监控运行状况.本文第一章阐述了电能质量研究的背景、现状以及发展趋势.第二章对系统的信号处理和谐波补偿的基本原理和相关结构进行了详细介绍,在常见方法的基础上根据要求提出了针对本系统的解决方案.第三章详细介绍了系统的硬件构成,对各个子系统的构建给出了具体方案,针对硬件设计中常见的问题作出了分析.第四章进行了系统软件的设计,完成系统的各项功能,实现DSP的信号采样处理以及控制量的输出.第五章在样机上进行各项实验以验证系统的功能,对实验的结果做出了分析.最后在第六章对系统进行了总结和展望,提出进一步研究的方向.
- 作者：
- 郑俊
- 学位授予单位：
- 上海交通大学
- 专业名称：
- 模式识别与智能系统
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2009年
- 导师姓名：
- 李树广
- 中图分类号：
- TM76
- 关键词：
- 电能质量；DSP；智能功率模块；快速傅立叶变换；正弦波脉宽调制；电力有源滤波器
- Power quality； DSP； IPM； FFT； SPWM； APF