基于dsp＋cpld有源电力滤波器控制系统设计

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1、《自动化技术与应用》2010年第29卷第8期电气传动ElectricaIDrives基于DSP+CPLD的有源电力滤波器控制系统的设计吴硕，杨林(1．辽宁装备制造职业技术学院自动控制系，辽宁沈阳110161；2．辽宁省电力有限公司锦州培训中心，辽宁锦州121001)摘要：为了解决三相四线制电网中谐波、无功功率和三相不平衡等电能质量问题，本文采用基于DSP+CPLD全数字控制的并联型有源电力滤波器(APF)来实现补偿。本文介绍了APF的系统结构及工作原理，并进行控制系统的优化设计。电流检测部分，采用先提取零序电流分量，然后利用基于瞬时无功理论的检测法；补偿电流跟踪控制部分采用定

2、时滞环比较法；直流侧电压采用动态滞环控制法等。通过MATLAB仿真结果表明，采用这种方案，可以对三相四线制系统中的谐波、无功、负序、零序等电流分量进行有效补偿，具有良好的动态补偿效果。关键词：谐波；有源电力滤波器；瞬时无功理论；MATLAB中图分类号：TM48文献标识码：B文章编号：1003—7241(2010)08—0082—04BasedonDSPandCPLDWUShuo，YANGLin(1．LiaoningEquipmentmanufacturingCortege，Shenyang110161China；2．JinzhouTrainingCenterofLiaonin

3、gProvincialElectricPowerCo．Ltd．Jillzhou121001China)Abstract：Tosolvepowerqualityissuesuchasharmonic、reactivepower、currentimbalanceinthree—phase，afully—digital—controlledshuntactivepowerfilterbasedonDSPandCPLDforthree'phasefour—wirepowersystemiSstudiedanddesignedinthispaper．Thedetectingandcon

4、trolsystemarestudiedanddesigned．Inthecurrentdetectingpart，becauseoftheexistoftheneutralwire，itseparateszero—sequencecurrentatfirst。thendetectsthethree．phasecurrentbasedoninstantaneousreactivepowertheory．Inthecompensationcurrentcontrolpart，adynamichysteresis-bandcurrentPWMcontro1arithmeticiS

5、adopted．Thesimulationresultsshowthatinthree．phasefour-wirepowersystemtheharmonic．reactivepower，zero—sequenceandnegative—sequencecurrentscanbecompensatedeficientlybythissystem．Keywords：harmonic；activepowerfilter；instantaneousreactivepowertheory；MATLAB1引言常工作；影响到计量仪表的准确性；引起继电保护和自动进入二十世纪后半叶以来，电

6、力系统中非线性、冲击装置发生误动作或拒动作，引发事故，谐波甚至会引起电性和单相负载都大量增加，由此产生的谐波、无功功率和力系统中局部的并联谐振和串联谐振，造成谐波放大等现三相不平衡等问题给电力系统和用户造成了严重的影响。象；谐波还会对邻近的通信系统产生干扰等问题⋯。它们增加电力系统设备的容量，增加电能损耗，降低其使因此，在电力系统运行中，研究怎样进行谐波污染用效率；增加电压损失和电压偏移，危及到电气设备的正抑制和无功功率补偿，来改善电能质量、提高功率因数和减少电能损耗已成为电力系统中的一个重要研究课收稿日期：2010—03—25题。本文正是针对大量存在的三相四线制系统而进行电

7、气传动《自动化技术与应用》20l0年第29卷第8期Electrica1Drives系统保护、显示等功能，CPLD部分实现PWM驱动信号设计的高性能动态补偿装置，并联型三相四线制有源电力滤波器(APF)，它能对大小和频率都变化的谐波和无功控制，可以提高系统抗干扰性，使补偿装置更可靠。而影响补偿性能的关键环节主要有三个，即指令电流运算环进行快速补偿，具有重大的现实和研究意义。节、补偿电流跟踪控制环节、直流侧电压调节环节。2有源电力滤波器的工作原理和结构3．1指令电流运算部分有源电力滤波器主要由主电路，信号检