基于DSPARM的并聯(lián)有源電力濾波器控制器

1 引言　　

近年來(lái)，隨著(zhù)電力電子設備及非線(xiàn)性、沖擊性設備的廣泛應用。在電網(wǎng)中產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)系統造成了嚴重的污染，因此消除電網(wǎng)中的諧波污染已成為電能質(zhì)量研究的一個(gè)重要課題。目前普遍采用的并聯(lián)型無(wú)源濾波器存在著(zhù)濾波效果差，對電網(wǎng)參數敏感。元件體積龐大。嚴重時(shí)會(huì )導致串并聯(lián)諧振事故等缺陷。采用現代電力電子技術(shù)、數字信號處理（DSP）技術(shù)和先進(jìn)控制理論的有源電力濾波器（APF）技術(shù)㈣對電網(wǎng)諧波進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補償。是目前解決諧波污染問(wèn)題最有效和最具潛力的途徑?！　?/p>

傳統的并聯(lián)型APF的控制方法大都基于瞬時(shí)無(wú)功理論、自適應理論等計算測量方法，首先計算出負載電流中的諧波成分，然后根據計算出的諧波電流值。分別進(jìn)行補償電流和直流側電容電壓的控制。這種方式需進(jìn)行較復雜的數學(xué)運算，影響裝置的響應速度。在負荷變化時(shí)容易發(fā)生電流畸變?！　?/p>

針對三相系統采用了一種基于直流側電容電壓控锘lJl51的APF控制算法，從瞬時(shí)有功和無(wú)功功率在系統中傳遞的角度出發(fā)，以調節電網(wǎng)輸入APF的有功功率為目標，直接對輸入電流進(jìn)行控制，省去了檢測有功和無(wú)功電流分量的繁瑣過(guò)程，使檢測諧波的過(guò)程變得簡(jiǎn)單。并設計了一種基于DSP和ARM的全數字并聯(lián)APF控制器?！　?/p>

2 控制策略　　

2.1 直流側電容電壓控制算法　　

通過(guò)控制算法使電源側向電容注入適當的能量，以補償電力電子器件開(kāi)斷造成的損耗，維持直流側電容電壓H由的穩定。實(shí)際補償裝置中的損耗功率在一個(gè)周期內的積分不為零，會(huì )引起u也周期值的變化，該周期值的變化反應了逆變器兩側有功功率的傳遞。

算法控制在交流側由電源輸入有功電流以補償開(kāi)關(guān)器件的損耗。交流側補償功率PA一個(gè)周期內的積分為：

在一個(gè)周期內的能量變化即直流電容上儲存的電量可表示為：

聯(lián)立式（1）和式（2），補償目標是使兩式相等。以一個(gè)r為單位?？梢杂嬎愠鼋涣鱾鹊刃аa償電流的大小。圖1示出據此設計的直流側電壓的單周期控制框圖。進(jìn)行周期采樣，通過(guò)比例積分環(huán)節對采樣得到的電壓比較值進(jìn)行修正之后，可以得出損耗電流的幅值k。使損耗電流與系統電壓同相位，以保證其為等效有功電流：控制有功的傳遞情況，以保證穩定在某一值附近?！　?/span>