[实用新型]一种模块化并行处理的有源电力滤波器控制系统

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种模块化并行处理的有源电力滤波器控制系统，具体涉及一种谐波提取算法，属于电力系统自动化产品及其电能质量检测控制技术领域。

背景技术

有源电力滤波器(APF)作为一种能动态抑制谐波电流的电力电子装置而广泛关注。APF的补偿性能优劣与其所采用的控制算法有很大关系。

传统的检测逻辑是A相、B相、C相按顺序分别检测，然后按顺序输出电流，这就造成了处理器运算过程中的计算延时，导致计算效率低下，并且影响了结果的实时性。

现有技术中常用的传统算法时间花费比较大，检测速度低，整体的谐波跟踪效果也不理想。基于FPGA的模块化并行处理的控制方法，比传统的算法更加节约时间，因此提高了检测速度，提高整体的谐波跟踪效果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种模块化并行处理的有源电力滤波器控制系统，更灵活的、模块化的、更快速的谐波补偿办法，更好的适应电网和各种负载特性，补偿电网电流中的谐波电流。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种模块化并行处理的有源电力滤波器控制系统，包括显示器、主控制板、第一从控制板、第二从控制板、第三从控制板、电压传感器和电流传感器，所述主控制板分别和显示器、电压传感器、电流传感器相连接，主控制板还分别和第一、第二、第三从控制板相连接；所述主控制板上设置有主控制器，具体包括：数据采集模块、电网电压锁相模块、DFT控制器、三相滑动窗DFT模块、三相基准电流产生模块和通信接口，所述电压传感器和电流传感器分别和数据采集模块相连接，数据采集模块分别和电网电压锁相模块、DFT控制器相连接，DFT控制器分别和三相滑动窗DFT模块相连接，三相滑动窗DFT模块依次对应的和三相基准电流产生模块相连接，三相基准电流产生模块分别和通信接口相连接；所述主控制器用于实现电网谐波和无功检测、电网电压锁相、电流基准产生、电压电流控制器、驱动信号产生和硬件封锁驱动信号。

所述第一、第二、第三从控制板上均设置有从控制器，具体包括：从控制器数据采集模块、从控制器通信接口、电压环控制器、电流环控制器、保护模块和调制模块，所述从控制器数据采集模块和电压传感器相连接，从控制器数据采集模块还依次和电压环控制器、电流环控制器、调制模块相连接，所述保护模块也和调制模块相连接，调制模块的输出端分别和三个单相SPWM模块相连接，所述从控制器通信接口和主控制板上的通信接口相连接，从控制器通信接口还经过电流环控制器和调制模块相连接；所述从控制器用于实现控制功率器件的开通与关断以及继电器的吸合与释放。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述电网电压锁相模块包括四个输入端和两个输出端，所述输入端分别连接全局控制时钟、全局复位信号、三相电压的数字信号和外部接口模块，所述输出端分别连接输出结果端口和当前该模块的运行状态输出端口。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述三相滑动窗DFT模块包括六个输入端和三个输出端，所述输入端分别连接全局控制时钟、全局清零信号、负载侧电流输入、滑动窗DFT数据更新、MCU和硬件接口间的RAM接口，所述输出端分别连接滑动窗DFT结束标志位、k次谐波的幅值输出、k次谐波的相角值输出。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述三相基准电流产生模块为谐波合成控制器，具体包括七个输入端和三个输出端，所述输入端分别连接全局控制时钟、全局清零信号、k次谐波的幅值输入、k次谐波的相角值输入、锁相环输出的相角度、直流母线的基准输出、谐波合成器开始指令输入端，所述输出端分别连接谐波合成器合成结束标志位、合成算法产生的Irefn_H输出端。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述从控制板上的电压环控制器为电压PID控制器，具体包括四个输入端和两个输出端，所述输入端分别连接全局控制时钟、全局清零信号、直流母线电容的基准电压输入端、直流侧电容电压输入端，所述输出端分别连接结束算法标志位、电压PID算法的输出端。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述从控制板上的电流环控制器为电流PID控制器，具体包括五个输入端和两个输出端，所述输入端分别连接全局控制时钟、全局清零信号、谐波合成输入端、三相三电平输出电流采样值输入端、电流PID计算开始标志位，所述输出端分别连接结束算法标志位、电流PID算法的输出端。