基于DSP的有源电力滤波器的软件设计

近年来,配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉等负荷不断增加。这些负荷的非线性、冲击性和不平衡性的用电特性,使网络中的电压、电流波形发生畸变,或引起电压波动、闪变和三相不平衡,给供电质量造成了严重的干扰。近年来,有源电力滤波装置作为一项有效措施,被广泛地研究和应用。 本文首先介绍了谐波污染情况及其严重的危害性,综述了国内外电力系统谐波抑制技术的发展概况以及有源电力滤波器在谐波抑制中的应用前景。回顾了有源电力滤波器的数字控制发展概况,阐明了以DSP为核心控制芯片的有源电力滤波器数字控制系统的特点。介绍了有源电力滤波器的结构和工作原理,在深入分析瞬时无功功率理论的基础上设计了谐波电流的检测方案。提出了有源电力滤波器全数字化控制系统的实施方案,同时给出了方案实现的框图。为了进行更加深入的理论分析,本文在MATLAB的SIMULINK仿真环境下建立了有源电力滤波器系统的仿真模型,并对设计的电路进行了系统仿真。仿真结果证明,有源电力滤波器对谐波电流都起到了很好的补偿作用;同时当负载电流突变时,有源电力滤波器具有良好的动态补偿特性。 本文以三相并联有源电力滤波器为研究对象,设计了基于DSP芯片的数字化控制方案,该方案用一片DSP芯片TMS320F2812实现谐波指令电流计算和控制环节。并详细介绍了该控制方案的软件设计。 从目前国外的研究和使用情况来看,有源电力滤波器具有广阔的应用前景。本题目今后的重点发展方向是进行实用化研究。