基于双DSP的有源电力滤波器控制系统的研究

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随着电力电子技术的飞速发展,各种非线性、冲击性的电力电子器件已经成为电网中主要的谐波源。电网谐波会降低供向用户的电能质量,对电网和用电设备造成危害,严重时影响供电可靠性。有源电力滤波器是区域低压用电设备进行谐波治理的有效设备,本文在城乡与住房建设部项目“设备密集型智能建筑电能质量监测与节能技术研究”(2012-K1-42)支持下,开展基于双DSP的有源电力滤波器控制系统的研究。文章首先阐述了并联型三相四线制有源电力滤波器的主电路设计,在此基础上讨论了该主电路控制系统的控制功能。将此功能划分为二个部分,其一为主控制器(简称MC)控制功能;其二为现场控制器(简称FC)控制功能。使用双DSP对功能进行分配,DSP_MC负责采集补偿前电网的电参数,离散模拟电网电信号,分析谐波特征,产生补偿指令。DSP_FC接受DSP_MC传递的补偿指令,进行相应的正弦脉冲信号转化,驱动三相全桥,产生补偿电流,有效地抑制负载谐波。其次,在基于MCBSP工作在SPI主从设备情况下,对双DSP高速通信展开研究,实现DSP_MC与DSP_FC之间电流补偿指令的传递。基于Matlab环境下,设计非线性负载电网模型,仿真基于三相瞬时无功功率理论的ip-iq谐波检测方法和电流的滞环比较PWM控制。通过Matlab命令窗口,编写FFT谐波分析代码,讨论采样点数和采样频率对谐波分析结果的影响。最后在设计出的控制系统硬件电路板上,进行软件功能实验验证,验证了AD采样、PWM产生、谐波发生、双DSP通信功能实现的效果。
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