基于DSP 28335的單相有源濾波控制器設計

摘要：針對有源電力濾波器(APF)要求快速、精確地檢測諧波電流的特點，在此利用高速浮點數(shù)字信號處理芯片DSP 28335作為處理器，設計了一種全數(shù)字單相APF控制器，給出了硬件結(jié)構(gòu)和軟件流程。實驗表明，該控制器方案較傳統(tǒng)利用定點DSP芯片的控制器更加簡單、快速、有效。
關鍵詞：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用，使得電能質(zhì)量備受關注。APF能動態(tài)、快速補償諧波，其實時性和精確性至關重要。當前國內(nèi)的APF控制器多采用定點的DSP完成諧波的計算和控制，在完成浮點運算時，其實時性得不到保證，在此采用具有浮點運算單元的DSP28335作為處理器，可以提高實現(xiàn)算法的速度及補償?shù)膶崟r性，在此主要討論單相APF控制器的硬軟件實現(xiàn)方案，并給出實驗結(jié)論，驗證控制器方案的正確性和有效性。

2 單相諧波檢測工作原理
在三相系統(tǒng)中利用瞬時功率法的ip-iq法已得到廣泛應用，但ip-iq法不能直接運用于單相系統(tǒng)，需要經(jīng)過構(gòu)造三相電流。該方法算法復雜，在微處理器實現(xiàn)時補償實時性不佳。文獻提出簡化的基于鑒相原理的瞬時檢測方法，如圖1所示。

該方法算法簡單，易于實現(xiàn)并且實時性好，在此設計的控制器采用此方法，其原理為：負載電壓us經(jīng)過鎖相環(huán)(PLL)后，得到與us同頻同相的基波信號，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，以此為電壓的參考信號。設畸變電流為：

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