基于積分算法的apf控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于積分算法的APF控制裝置，包括AD采樣電路、DA檢測電路、FPGA、第一DSP及第二DSP，F(xiàn)PGA分別與第一DSP及第二DSP連接，第一DSP與第二DSP相連；第二DSP用于檢測特定次諧波信號，并將所檢測的特定次諧波信號提供給第一DSP，由第一DSP產生相應的調制波輸出給FPGA；FPGA產生載波信號，并與調制波信號進行比較，生成功率管所需的驅動脈沖。本發(fā)明通過對兩片DSP和FPGA的資源進行合理分配及充分利用，基于積分算法的特定次諧波提取方法更利于理解、計算簡單，能夠準確檢測特定次諧波電流瞬時值的幅值和相位。
【專利說明】基于積分算法的APF控制裝置
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及有源電力濾波器（AP巧控制系統(tǒng)的研究領域，特別設及一種基于積分 算法的APF控制裝置。
【背景技術】
[0002] 非線性負荷和各種換流設備的廣泛應用，使得電力系統(tǒng)的諧波污染問題變得十分 嚴重。諧波的存在會對電力系統(tǒng)本身W及通信系統(tǒng)等造成一系列的危害，因此，有效地消 除電網(wǎng)中的該些有害電流成為一個亟待解決的問題。
[0003] 有源電力濾波器是一種理想的諧波和無功電流發(fā)生器，它需要計算出負載電流所 含的諧波成份，并產生與之相位相反的電流注入電網(wǎng)，使得電網(wǎng)電流只含有基波成份，有時 只需濾除某些特定次諧波，即可達到濾波的目的。因此，有源電力濾波器需要對電網(wǎng)和自身 多路信號進行處理，同時要保證高開關頻率，處理速度和精度成為其關鍵技術問題，對諧波 補償效果起重大作用。
[0004] 目前，常見的檢測諧波的算法有瞬時無功功率分離法、離散傅立葉變換法值FT)、 快速傅立葉FFT等。其中，瞬時無功功率分離法是通過瞬時有功功率理論和瞬時無功功率 理論，將信號中的瞬時基波電流和諧波電流快速計算出來，但該方法主要應用于=相=線 制電路，在單項電路和S相四線制電路中需要進一步改進，因此需要增加硬件，加大投入。 DFT方法雖然可準確檢測出穩(wěn)態(tài)信號中任意次諧波的信息，但需采用不同頻率的正弦波發(fā) 生器，且計算量極大，該方法基于頻域的分析原理，丟失了信號的時域信息，若信號突變，會 導致檢測結果存在較大的誤差和延遲?？焖俑盗⑷~FFT算法是運算量大為簡化的DFT，運算 時間減少，程序簡單、計算效率高，并且對存儲量要求不高。FFT算法可W計算到0?fs/2 范圍內的頻譜；然后實際情況可能是；用戶只需要檢測很窄的頻帶或幾根譜線；另外，雖然 FFT相對于DFT已經極大的減小了計算量，但當進行FFT變換時，若點數(shù)N的數(shù)值較大，則仍 然無法在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)實時處理。
【發(fā)明內容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供基于積分算法的APF控制裝置，該 裝置由一片DSP負責算法的復雜運算；另一片DSP負責通訊、保護等輔助程序，同時負責特 定次諧波檢測工作，而特定次諧波檢測通過由傅立葉級數(shù)變換而來的積分算法來實現(xiàn)。
[0006] 本發(fā)明控制裝置采用如下技術方案：基于積分算法的APF控制裝置，包括AD采樣 電路、DA檢測電路、FPGA、第一 DSP及第二DSP，所述AD采樣電路、DA檢測電路分別與第一 DSP連接，F(xiàn)PGA分別與第一 DSP及第二DSP連接，第一 DSP與第二DSP相連；所述第二DSP 用于檢測特定次諧波信號，并將所檢測的特定次諧波信號提供給第一 DSP，由第一 DSP產生 相應的調制波輸出給FPGA ;所述FPGA產生載波信號，并與來自第一 DSP的調制波信號進行 比較，生成功率管所需的驅動脈沖。
[0007] 所述第二DSP采用積分算法檢測特定次諧波信號；積分算法采用如下公式：
[000引
【權利要求】
1. 基于積分算法的APF控制裝置，包括AD采樣電路、DA檢測電路、FPGA、第一DSP及第 二DSP，其特征在于，所述AD采樣電路、DA檢測電路分別與第一DSP連接，F(xiàn)PGA分別與第一 DSP及第二DSP連接，第一DSP與第二DSP相連；所述第二DSP用于檢測特定次諧波信號， 并將所檢測的特定次諧波信號提供給第一DSP，由第一DSP產生相應的調制波輸出給FPGA; 所述FPGA產生載波信號，并與來自第一DSP的調制波信號進行比較，生成功率管所需的驅 動脈沖。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于積分算法的APF控制裝置，其特征在于，所述第二DSP采 用積分算法檢測特定次諧波信號。
3. 根據(jù)權利要求2所述的基于積分算法的APF控制裝置，其特征在于，所述積分算法采 用如下公式：
其中，T為工頻周期，i(t)為采樣諧波信號，n為諧波次數(shù)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的基于積分算法的APF控制裝置，其特征在于，所述第一DSP與 第二DSP通過雙口RAM連接。
5. 根據(jù)權利要求1所述的基于積分算法的APF控制裝置，其特征在于，所述第二DSP還 用于處理通訊數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的基于積分算法的APF控制裝置，其特征在于，所述APF控制裝 置還包括FLASH存儲芯片，F(xiàn)LASH存儲芯片與第二DSP連接。
7. 根據(jù)權利要求3所述的基于積分算法的APF控制裝置，其特征在于，所述公式中的正 弦函數(shù)和余弦函數(shù)用正弦表存儲，所述正弦表中的每個數(shù)據(jù)分別對應一個工頻周期內每個 采樣點的正弦幅值，將所述正弦幅值直接代入所述公式提取諧波。
【文檔編號】G01R23/16GK104485668SQ201410699011
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權日:2014年11月27日
【發(fā)明者】劉冰, 李繼華, 石磊, 吳勝兵 申請人:廣州智光電氣股份有限公司