基于DSP的混合型有源電力濾波器

該混合型有源電力濾波器的檢測控制部分硬件主要由以下幾部分組成：(1)電流電壓采樣電路；(2)帶通濾波器；(3)過零比較中斷發(fā)生部分；(4)DSP計算控制器。其原理圖如圖5所示。

將由電流電壓采樣電路采集得到的信號輸入帶通濾波器以濾除檢測電流電壓時出現(xiàn)的噪聲和畸變。帶通濾波器的中心頻率設置在50Hz，它是AF系統(tǒng)在公共連接點處存在電壓擾動（畸變、開關紋波和頻率漂移等）時仍能正常工作所必需的。帶通濾波器的輸出分為兩路，一路經(jīng)A/D轉換后送入數(shù)字信號處理器DSP進行FFT分析，然后存儲到一片公用的RAM中，再分析計算控制對象的諧波和無功情況并產生控制信號；另一路則送入過零比較中斷發(fā)生電路，該電路用來每間隔60°產生一個中斷信號。因此，在公共連接點電壓的一個周期內將有六個間隔60°的一個脈沖序列從該電路輸入到DSP系統(tǒng)作為中斷信號。每來一個中斷，公共連接點處的電壓電流就被檢測一次，這樣就滿足了控制系統(tǒng)實時性的要求。DSP（采用內含PWM產生電路的TMS320F2812）的輸出控制TSF和APF的動作。

2.3 控制系統(tǒng)軟件設計

控制系統(tǒng)軟件設計圖如圖6所示。

3 仿真實驗結果

在MATLAB/SIMULINK中利用Power Systems工具箱并結合S-Function等模塊構建仿真模型對上述設計進行了仿真實驗。仿真所得a相電流波形如圖7所示。圖7（a）是未投入濾波器時網(wǎng)側電流波形，從圖中可以看出波形畸變嚴重；圖7(b)是只投入TSF后的網(wǎng)側電流波形，從圖中可以看出諧波明顯減少，但仍存在少量畸變，濾波效果不佳；圖7（c）是有源濾波器輸出的補償電流波形；圖7（d）是同時投入TSF和APF后的網(wǎng)側電流波形，由圖可以看出，此時網(wǎng)側電流波形已經(jīng)接近于正弦波，取得了良好的補償效果。

本文對目前常見的有源濾波器與無源濾波器串聯(lián)構成的混合型有源電力濾波器的拓撲結構存在的不足做了改進，詳述了改進后的濾波器的工作原理。并針對文中的設計思想構建了仿真模型，仿真實驗結果證明，改進后的濾波器具有更好的濾波性能、有源部分承受的容量大大減小，更適合于應用在大型供、配電系統(tǒng)中，具有良好的工程推廣價值。