一种高精度APF控制系统设计新方法.pdf

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1、《电气自动化)2o12年第34卷第3期电力系统及其自动化PowerSystem＆Automation一种高精度APF控制系统设计新方法邱旭。李树广(上海交通大学自动化系，系统控制与信息处理教育部重点实验室。上海200240)摘要：设计了一种全数字控制的有源电力滤波器，大幅度提高了采样和控制精度。控制系统使用了两片DSP芯片TMS320F2812，一片用于采样、运算和PWM调制，另一片用于电能质量监控和人机交互，耦合程度低，降低了对通信速率的要求。数据采集子系统使用了一片高精度的16位AD转化器A

2、D7656，提供了6路双极性的高速同步采样通道，用作电流和电压信号采样，保证了采样的准确性和实时性。电能质量监控子系统使用了一片专用的电能测量芯片ADE7878，提供基波和谐波的有功功率、无功功率等信息。实验表明，方案具有良好的控制精度和响应速度。关键词：有源电力滤波器；同步采样；谐波检测；PWM调制；电能质量[中图分类号]TM714．3；TP273．5[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)03—0062—02ANewDesignofAPFControlSystemwithH

3、ighPrecision．QIUXu，LIShu—guang(DepartmentofAutomation，ShanghaijiaoTongUniversity，andKeyLaboratoryofSystemControlandInformationProcessing，MinistryofEducationofChina，Shanghai200240，China)Abstract：AdigitalcontrolsystemofActivePowerFilterwithhighsampling

4、andcontrollingprecisionisproposed．TwochipsofTMS320F2812areusedinthesystem．Oneisforsampling，computingandPWMmodulation．Theotherisforpowerqualitymonitoringandhumanmachineinterface．Theyaredesignedtohavelowcouplingwitheachotherthusrequirelowcommunications

5、peed．ThedataacquisitionsubsystemusesonepieceofAD7656，offering6channelsofsynchronousADconve~er．ThepowerqualitymonitoringsubsystemusesapowermeasuringchipADE7878。providingactiveandreactivepowerinformationoffundamentalandharmonicwave．Experimentsshowthatt

6、hissystemhasimprovedprecisionandresponsetime．Keywords：Activepowerfilter；Synchronoussampling；HarmonicdetectionPWMmodulation；Powerquality0引言耦隔离控制电路和IPM模块，IPM的故障信号输出经过光耦后接人F2812的外部中断引脚，在发生短路等故障时可以快速关闭本文的设计方案使用了两个DSP芯片，DSP之间没有传输用PWM信号，避免IPM模块被烧毁。电网同步信号使用

7、过零检测于控制的关键数据，分工明确，因此对DSP之间通信的速率和可电路实现，在电压过零点产生一个跳变沿，启动每一个基波周期靠性要求不苛刻，采用普通串行通信接口即可。有源滤波器的控的AD转换，保证采样和PWM输出与电网同步，不受电网频率波制算法比较复杂，要保证良好控制效果，必须要有高精度的AD动的影响。转换器同步采样电压电流等信号，DSP片内的l2位AD转换器谐只能做到两路信号的同步采样，并且输入范围不灵活，信号调理波电路复杂且引起失真，因此使用了外部l6位AD转换芯片。另l1源并联丰外，谐波引起

8、电能计量误差，非线性用户污染了电网而计费电能无源l比实际偏低J，基波和谐波电能分别计量的需求日益强烈，因此滤波0器组使用了专用的电能计量芯片来监控基波和谐波的各项功率参数，一为电网经济运行提供决策支持。lrl1系统硬件设计IGBT一lADE7878llAD7656变流3本系统结构框图如图1所示。实际系统为三相三线制，图中器简化为单线表示。采用了有源和无源滤波器串联接入系统的方lRS232通信『7式，无源滤波器承受了很大部分的基波电压，有效降低了有源滤图1APF系统结构框图波器的容量，使有源滤波器