基于积分算法的apf控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及基于积分算法的APF控制装置，包括AD采样电路、DA检测电路、FPGA、第一DSP及第二DSP，FPGA分别与第一DSP及第二DSP连接，第一DSP与第二DSP相连；第二DSP用于检测特定次谐波信号，并将所检测的特定次谐波信号提供给第一DSP，由第一DSP产生相应的调制波输出给FPGA；FPGA产生载波信号，并与调制波信号进行比较，生成功率管所需的驱动脉冲。本发明通过对两片DSP和FPGA的资源进行合理分配及充分利用，基于积分算法的特定次谐波提取方法更利于理解、计算简单，能够准确检测特定次谐波电流瞬时值的幅值和相位。
【专利说明】基于积分算法的APF控制装置
【技术领域】
[0001] 本发明设及有源电力滤波器（AP巧控制系统的研究领域，特别设及一种基于积分 算法的APF控制装置。
【背景技术】
[0002] 非线性负荷和各种换流设备的广泛应用，使得电力系统的谐波污染问题变得十分 严重。谐波的存在会对电力系统本身W及通信系统等造成一系列的危害，因此，有效地消 除电网中的该些有害电流成为一个亟待解决的问题。
[0003] 有源电力滤波器是一种理想的谐波和无功电流发生器，它需要计算出负载电流所 含的谐波成份，并产生与之相位相反的电流注入电网，使得电网电流只含有基波成份，有时 只需滤除某些特定次谐波，即可达到滤波的目的。因此，有源电力滤波器需要对电网和自身 多路信号进行处理，同时要保证高开关频率，处理速度和精度成为其关键技术问题，对谐波 补偿效果起重大作用。
[0004] 目前，常见的检测谐波的算法有瞬时无功功率分离法、离散傅立叶变换法值FT)、 快速傅立叶FFT等。其中，瞬时无功功率分离法是通过瞬时有功功率理论和瞬时无功功率 理论，将信号中的瞬时基波电流和谐波电流快速计算出来，但该方法主要应用于=相=线 制电路，在单项电路和S相四线制电路中需要进一步改进，因此需要增加硬件，加大投入。 DFT方法虽然可准确检测出稳态信号中任意次谐波的信息，但需采用不同频率的正弦波发 生器，且计算量极大，该方法基于频域的分析原理，丢失了信号的时域信息，若信号突变，会 导致检测结果存在较大的误差和延迟。快速傅立叶FFT算法是运算量大为简化的DFT，运算 时间减少，程序简单、计算效率高，并且对存储量要求不高。FFT算法可W计算到0?fs/2 范围内的频谱；然后实际情况可能是；用户只需要检测很窄的频带或几根谱线；另外，虽然 FFT相对于DFT已经极大的减小了计算量，但当进行FFT变换时，若点数N的数值较大，则仍 然无法在嵌入式系统中实现实时处理。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于积分算法的APF控制装置，该 装置由一片DSP负责算法的复杂运算；另一片DSP负责通讯、保护等辅助程序，同时负责特 定次谐波检测工作，而特定次谐波检测通过由傅立叶级数变换而来的积分算法来实现。
[0006] 本发明控制装置采用如下技术方案：基于积分算法的APF控制装置，包括AD采样 电路、DA检测电路、FPGA、第一 DSP及第二DSP，所述AD采样电路、DA检测电路分别与第一 DSP连接，FPGA分别与第一 DSP及第二DSP连接，第一 DSP与第二DSP相连；所述第二DSP 用于检测特定次谐波信号，并将所检测的特定次谐波信号提供给第一 DSP，由第一 DSP产生 相应的调制波输出给FPGA ;所述FPGA产生载波信号，并与来自第一 DSP的调制波信号进行 比较，生成功率管所需的驱动脉冲。
[0007] 所述第二DSP采用积分算法检测特定次谐波信号；积分算法采用如下公式：
[000引
【权利要求】
1. 基于积分算法的APF控制装置，包括AD采样电路、DA检测电路、FPGA、第一DSP及第 二DSP，其特征在于，所述AD采样电路、DA检测电路分别与第一DSP连接，FPGA分别与第一 DSP及第二DSP连接，第一DSP与第二DSP相连；所述第二DSP用于检测特定次谐波信号， 并将所检测的特定次谐波信号提供给第一DSP，由第一DSP产生相应的调制波输出给FPGA; 所述FPGA产生载波信号，并与来自第一DSP的调制波信号进行比较，生成功率管所需的驱 动脉冲。
2. 根据权利要求1所述的基于积分算法的APF控制装置，其特征在于，所述第二DSP采 用积分算法检测特定次谐波信号。
3. 根据权利要求2所述的基于积分算法的APF控制装置，其特征在于，所述积分算法采 用如下公式：
其中，T为工频周期，i(t)为采样谐波信号，n为谐波次数。
4. 根据权利要求1所述的基于积分算法的APF控制装置，其特征在于，所述第一DSP与 第二DSP通过双口RAM连接。
5. 根据权利要求1所述的基于积分算法的APF控制装置，其特征在于，所述第二DSP还 用于处理通讯数据。
6. 根据权利要求1所述的基于积分算法的APF控制装置，其特征在于，所述APF控制装 置还包括FLASH存储芯片，FLASH存储芯片与第二DSP连接。
7. 根据权利要求3所述的基于积分算法的APF控制装置，其特征在于，所述公式中的正 弦函数和余弦函数用正弦表存储，所述正弦表中的每个数据分别对应一个工频周期内每个 采样点的正弦幅值，将所述正弦幅值直接代入所述公式提取谐波。
【文档编号】G01R23/16GK104485668SQ201410699011
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】刘冰, 李继华, 石磊, 吴胜兵 申请人:广州智光电气股份有限公司