进行生产，且生产设备在定时期必须进行检修或维护，因此可将其生产情况分为以下四种典型的运行工况工况整流装置仅投运套且负荷较小工况整流装置仅投运套且负荷较大工况两套整流装置都投运，其中套负荷较大，另套负荷较小工况两套整流装置都投运且负荷都较大。项目设计之初的实测工况为进线只有套整流装置投入生产，而且负载只有源电力滤波器控制器的研制及应用有三组电解槽，根据现场数据，此时整流输出电压为，输出电流，功率因数左右，且系统中和次谐波严重超标。产生这种情况的原因是由于负载偏低，导致整流装置控制角偏大，从而降低了功率因数，增大了谐波污染，增加了输电线路的能耗，影响电网的安全稳定运行。根据整流器厂家提供的资料，该套整流装置在不同运行工况下的功率因数是有所差异的，但即使在较理想的满负荷情况下其功率因数最高也仅能达到左右，如不进行有效的无功补偿将招致电力部门的高额罚款。考虑到电网中的谐波含量也较高，在这种情况下直接投入电容器进行无功补偿将会造成高频谐波的放大，可能引起电网不稳定，造成电容器承受高压，减少电容器的寿命，甚至损坏电容器，因此，系统应同时进行谐波治理和无功补偿，既实现功率因数的大幅度提高，又有效降低谐波污染，从而保证配电系统的安全稳定运行。工程项目方案设计针对铜箔厂的实际情况，主要有以下几种补偿方案可供选择投入电容器进行无功补偿。这是最直接也是最常用的方法，可以大幅度提高平均功率因数。但由于电网中的主要负载是脉波的整流器，次和次的谐波含量较高，同时电网中还存在大量其它类型的电力电子装置，因此在这种电网本身谐波含量比较高的情况下，直接投入电容器进行无功补偿可能造成高频谐波的放大，从而引起电网不稳定，使得电容器过压或过流，减少电容器的寿命，甚至损坏电容器。采用有载调压变压器。可将有载调压变压器接于母线和整流变压器之间，分成几个档位，在整流装置处于低负荷或设备调试期间，功率因数较低的工况下，脉宽数据计算程序流程图连续增减计数模式下的通用定时器比较输出控制程序设计有源电力滤波器控制器的研制及应用在有源滤波器领域中，控制的含义也比传统控制理论意义上的控制要广泛得多。控制系统的般结构如图所示，包括检测参考信号获取控制量计算开关模式求取控制信号产生以及逆变器驱动等环节。本章将着重阐述电流跟踪控制方法的设计，由上图中控制量计算和开关模式求取两个环节组成。逆变器电网检测参考信号获取控制量计算开关模式求取信号产生逆变器驱动图控制系统的般结构电流跟踪控制的目标是保证有源滤波器能输出期望的电流，而期望电流是实时动态变化的，因而电流跟踪控制方法的优劣取决于控制系统的实时性动态性能和控制精度，同时还需考虑控制系统输出电流中开关谐波的含量。最基本的线性电流控制方法是将电流的参考值和实际值之间的偏差通过个比例积分调节器校正后与三角波进行调制，产生脉宽调制信号，其原理图如图所示。调节器可以认为是传统控制理论中所指的控制器，其目的是为了提高系统的控制性能，实现无差调节，即实现电流跟踪的稳态误差为零。控制信号故以这个时间来定义液晶显示实时刷新的时间，不用再用另外的定时器中断来占用系统资源。采样中断服务子程序见图。系统中使用有两块外括的采样芯片，所以采用的中断有两个，当完成所有母线电压电流个周期的采样数据之后，采样中断被关，等待数据刷新之后再重启中断，否则，在中断服务程序中自动开启中断。另外在采样完成数据采样的同时，即时进行了数据处理，包括获取电压电流的幅值相位，并对谐波电流进行提取，在第三章中已经有介绍。通信中断服务子程序见图。有源电力滤波器控制器的主要目的是向便携装置化发展，但是考虑到控制的灵活性，有时需要与上位机进行些信息的交流，而且在控制器硬件设计的时候考虑到硬件扩展的兼容性，增加了通信端口。硕士学位论文开始计数器加达到指定值开中断相位归初值退出关中断并保存现场开过零中断并恢复现场开始读取值乘以变比,保存是否达到点采样点数加完成数目加是否两块都采完了数据处理置刷新标志位关中断或者退出开中断开中断恢复现场保存现场图过零中断流程图图采样中断流程图上位机与控制器的通信数据格式采用包发送的，格式见图所示。通信中设置通信开始符号，通信结束符号，数据包中包括，控制命令字，表示参数设置，控制方式选择位，次谐波补偿电流的幅值相位数据，分别为格式，幅值相位给两个字节，控制参数以及调制系数各两个字节的格式数据，最后是奇偶校验标志，数据校验正确控制器回复上位机，否则回复。有源电力滤波器控制器的研制及应用开始读入接收数据,设置信息帧长度保存数据，接收数目加接收完否校验正确吗设置参数回复成功回复失败开中断并恢复现场，返回关中断并保存现场图通信中断服务程序流程图控制命令字控制方式次谐波幅值二个字节次谐波相位二个字节次谐波幅值相位字节次谐波幅值相位字节比例系数积分常数调制系数奇偶校验和图通信数据发送格式本章小结本章重点介绍了有源电力滤波器控制器的软件设计，应用系统的模块化软件设计思想，给出了分层次的模块结构图，并对单个模块软件进行了详细的设计介绍，包括中间变量的应用，最后都给出了明晰的程序流程图。硕士学位论文第章有源电力滤波器的工程应用针对电力系统对大容量谐波抑制与无功补偿的要求，本章结合铜箔厂大型整流装置谐波抑制和无功补偿的工程实例，以串联谐振注入式有源滤波器为例，详细介绍了基于控制器的并联型在中高压系统中的应用，其软硬设计思路和些工程经验还可推广到其它结构的并联型的设计和应用中，为推进大功率的控制器实用化进程提供有益的参考和借鉴。工程项目的背景介绍在广大工矿企业的配电系统中，经常出现需要进行大容量无功补偿的同时又需要对谐波进行有效治理的情况。以江西铜箔厂为例，在其电网中除普遍存在的电力电子装置之外，主要负载是反星形连接的脉波整流装置套，分别挂在两组进线上，每组进线挂两套整流装置，如图所示。主整流器主整流器段主整流器主整流器段图整流装置进线图图中所示每套整流装置直流输出容量为，交流输出容量，最大输出电流，最大输出电压。每套整流装置的负载为六组电解槽。考虑到铜箔厂是按订单图分析计算，配筋计算及结构验算，结果验证所选的结构尺寸及材料性能配筋量等是否满足规范要求，如不满足规范要求则必须对设计进行修改。修改可以是调整配筋量，改变材料性能如混凝土标号，钢材型号等以及修改结构尺寸，甚至在通过上述修改后仍不能满足要求或结果不理想时，还有可能改变结构体系以及桥型方案。本设计采用标准跨径米的预应力钢筋混凝土箱形梁。首先进行尺寸拟定，根据规范要求，设置合理的截面尺寸。随后进行主梁内力计算，包括恒载内力计算，活载内力计算，选择好控制截面般取跨中截面，四分点截面，变化点截面和距支点截面和支点截面。在计算活载内力计算时，横向分布系数计算选用修正刚性梁法。然后进行主梁内力组合。有三个组合基本组合，短期组合，长期组合。内力计算完成后进行配筋设计。首先参照已有设计资料拟定截面尺寸，确定预应力钢筋的位置。根据内力组合，确定预应力钢筋的数量束股钢绞线。随后计算跨中截面，四分点截面，变化点截面，距支点截面和支点截面的几何性质。按规范要求，计算预应力损失，采用后张法施工。将计算哈尔滨工业大学华德学院所得的预应力损失进行组合。最后进行验算，包括持久状况应力验算和短暂状况应力验算。第章下部结构设计拟建桥台及基础尺寸及材料选用拟建桥台及基础尺寸计算水位设计水位波浪壅水梁底标高计算水位安全净空裸梁顶面标高梁底标高梁高背墙顶面标高裸梁顶面标高台帽顶面标高梁底标高支座及垫石厚度台帽厚度承台顶面标高承台底面标高台高背墙顶面标高承台顶面标高肋板高度台高背墙高度台帽厚度承台厚度承台底面标高承台顶面标高承台厚度尺寸拟定根据地形地质状况，采用双柱式桥墩配钻孔灌注桩，桥墩直径为,钻孔灌注桩直径桥台采用肋板式桥台钻孔灌注桩，肋板顶板宽，肋板底宽为，钻孔灌注桩直径，采用旋转钻成孔取距支点处截面分别计算上梗肋形心轴处在短期效应组合作用下的主拉应力，应满足的要求。上述公式中车辆荷载和人群荷载产生的内力值，按最大剪力布置荷载，即取最大剪力对应的弯矩值，其数值由表查得哈尔滨工业大学华德学院距支点处的主要截面几何性质由表查得,,,,,,,,,各计算点的部分几何性质按表取值，表中，为图中阴影部分的面积，为阴影部分对截面形心轴的面积矩为阴影部分的形心到截面形心轴的距离，计算点到截面形心轴的距离。阶段Ⅲ截面形心轴图横断面计算点尺寸单位表计算点几何性质表计算点受力阶段上梗肋处阶段Ⅰ阶段Ⅱ阶段Ⅲ形心位置阶段Ⅰ阶段Ⅱ阶段Ⅲ截面处的有效预应力Ⅱ哈尔滨工业大学华德学院预应力筋弯起角度分别为将上述数值代入，分别计算上梗肋处形心轴处的主拉应力上梗肋处形心轴处计算结果汇总于表计算进行生产，且生产设备在定时期必须进行检修或维护，因此可将其生产情况分为以下四种典型的运行工况工况整流装置仅投运套且负荷较小工况整流装置仅投运套且负荷较大工况两套整流装置都投运，其中套负荷较大，另套负荷较小工况两套整流装置都投运且负荷都较大。项目设计之初的实测工况为进线只有套整流装置投入生产，而且负载只有源电力滤波器控制器的研制及应用有三组电解槽，根据现场数据，此时整流输出电压为，输出电流，功率因数左右，且系统中和次谐波严重超标。产生这种情况的原因是由于负载偏低，导致整流装置控制角偏大，从而降低了功率因数，增大了谐波污染，增加了输电线路的能耗，影响电网的安全稳定运行。根据整流器厂家提供的资料，该套整流装置在不同运行工况下的功率因数是有所差异的，但即使在较理想的满负荷情况下其功率因数最高也仅能达到左右，如不进行有效的无功补偿将招致电力部门的高额罚款。考虑到电网中的谐波含量也较高，在这种情况下直接投入电容器进行无功补偿将会造成高频谐波的放大，可能引起电网不稳定，造成电容器承受高压，减少电容器的寿命，甚至损坏电容器，因此，系统应同时进行谐波治理和无功补偿，既实现功率因数的大幅度提高，又有效降低谐波污染，从而保证配电系统的安全稳定运行。工程项目方案设计针对铜箔厂的实际情况，主要有以下几种补偿方案可供选择投入电容器进行无功补偿。这是最直接也是最常用的方法，可以大幅度提高平均功率因数。但由于电网中的主要负载是脉波的整流器，次和次的谐波含量较高，同时电网中还存在大量其它类型的电力电子装置，因此在这种电网本身谐波含量比较高的情况下，直接投入电容器进行无功补偿可能造成高频谐波的放大，从而引起电网不稳定，使得电容器过压或过流，减少电容器的寿命，甚至损坏电容器。采用有载调压变压器。可将有载调压变压器接于母线和整流变压器之间，分成几个档位，在整流装置处于低负荷或设备调试期间，功率因数较低的工况下，脉宽数据计算程序流程图连续增减计数模式下的通用定时器比较输出控制程序设计有源电力滤波器控制器的研制及应用在有源滤波器领域中，控制的含义也比传统控制理论意义上的控制要广泛得多。控制系统的般结构如图所示，包括检测参考信号获取控制量计算开关模式求取控制信号产生以及逆变器驱动等环节。本章将着重阐述电流跟踪控制方法的设计，由上图中控制量计算和开关模式求取两个环节组成。逆变器电网检测参考信号获取控制量计算开关模式求取信号产生逆变器驱动图控制系统的般结构电流跟踪控制的目标是保证有源滤波器能输出期望的电流，而期望电流是实时动态变化的，因而电流跟踪控制方法的优劣取决于控制系统的实时性动态性能和控制精度，同时还需考虑控制系统输出电流中开关谐波的含量。最基本的线性电流控制方法是将电流的参考值和实际值之间的偏差通过个比例积分调节器校正后与三角波进行调制，产生脉宽调制信号，其原理图如图所示。调节器可以认为是传统控制理论中所指的控制器，其目的是为了提高系统的控制性能，实现无差调节，即实现电流跟踪的稳态误差为零。控