基于DSP 28335的單相有源濾波控制器設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)有源電力濾波器(APF)要求快速、精確地檢測(cè)諧波電流的特點(diǎn)，在此利用高速浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP 28335作為處理器，設(shè)計(jì)了一種全數(shù)字單相APF控制器，給出了硬件結(jié)構(gòu)和軟件流程。實(shí)驗(yàn)表明，該控制器方案較傳統(tǒng)利用定點(diǎn)DSP芯片的控制器更加簡(jiǎn)單、快速、有效。
關(guān)鍵詞：有源電力濾波器；控制器；諧波

1 引言
現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，由于大量非線性電力電子裝置的應(yīng)用，使得電能質(zhì)量備受關(guān)注。APF能動(dòng)態(tài)、快速補(bǔ)償諧波，其實(shí)時(shí)性和精確性至關(guān)重要。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的APF控制器多采用定點(diǎn)的DSP完成諧波的計(jì)算和控制，在完成浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)，其實(shí)時(shí)性得不到保證，在此采用具有浮點(diǎn)運(yùn)算單元的DSP28335作為處理器，可以提高實(shí)現(xiàn)算法的速度及補(bǔ)償?shù)膶?shí)時(shí)性，在此主要討論單相APF控制器的硬軟件實(shí)現(xiàn)方案，并給出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，驗(yàn)證控制器方案的正確性和有效性。

2 單相諧波檢測(cè)工作原理
在三相系統(tǒng)中利用瞬時(shí)功率法的ip-iq法已得到廣泛應(yīng)用，但ip-iq法不能直接運(yùn)用于單相系統(tǒng)，需要經(jīng)過(guò)構(gòu)造三相電流。該方法算法復(fù)雜，在微處理器實(shí)現(xiàn)時(shí)補(bǔ)償實(shí)時(shí)性不佳。文獻(xiàn)提出簡(jiǎn)化的基于鑒相原理的瞬時(shí)檢測(cè)方法，如圖1所示。

該方法算法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)并且實(shí)時(shí)性好，在此設(shè)計(jì)的控制器采用此方法，其原理為：負(fù)載電壓us經(jīng)過(guò)鎖相環(huán)(PLL)后，得到與us同頻同相的基波信號(hào)，再由正、余弦發(fā)生器產(chǎn)生與us基波同相的單位正弦和余弦信號(hào)，以此為電壓的參考信號(hào)。設(shè)畸變電流為：

用i(t)減去i1(t)可得檢測(cè)出的諧波電流ib(t)。
需要指出的是該方法雖然稱為瞬時(shí)諧波檢測(cè)，但實(shí)際上由于算法中LPF的存在，惡化了算法的動(dòng)態(tài)性能，做不到真正意義的“瞬時(shí)”。