基于DSPARM的并聯有源電力濾波器控制器

1 引言　　

近年來，隨著電力電子設備及非線性、沖擊性設備的廣泛應用。在電網中產生的諧波對電網系統造成了嚴重的污染，因此消除電網中的諧波污染已成為電能質量研究的一個重要課題。目前普遍采用的并聯型無源濾波器存在著濾波效果差，對電網參數敏感。元件體積龐大。嚴重時會導致串并聯諧振事故等缺陷。采用現代電力電子技術、數字信號處理（DSP）技術和先進控制理論的有源電力濾波器（APF）技術㈣對電網諧波進行動態實時補償。是目前解決諧波污染問題最有效和最具潛力的途徑。　　

傳統的并聯型APF的控制方法大都基于瞬時無功理論、自適應理論等計算測量方法，首先計算出負載電流中的諧波成分，然后根據計算出的諧波電流值。分別進行補償電流和直流側電容電壓的控制。這種方式需進行較復雜的數學運算，影響裝置的響應速度。在負荷變化時容易發生電流畸變。　　

針對三相系統采用了一種基于直流側電容電壓控锘lJl51的APF控制算法，從瞬時有功和無功功率在系統中傳遞的角度出發，以調節電網輸入APF的有功功率為目標，直接對輸入電流進行控制，省去了檢測有功和無功電流分量的繁瑣過程，使檢測諧波的過程變得簡單。并設計了一種基于DSP和ARM的全數字并聯APF控制器。　　

2 控制策略　　

2.1 直流側電容電壓控制算法　　

通過控制算法使電源側向電容注入適當的能量，以補償電力電子器件開斷造成的損耗，維持直流側電容電壓H由的穩定。實際補償裝置中的損耗功率在一個周期內的積分不為零，會引起u也周期值的變化，該周期值的變化反應了逆變器兩側有功功率的傳遞。

算法控制在交流側由電源輸入有功電流以補償開關器件的損耗。交流側補償功率PA一個周期內的積分為：

在一個周期內的能量變化即直流電容上儲存的電量可表示為：

聯立式（1）和式（2），補償目標是使兩式相等。以一個r為單位。可以計算出交流側等效補償電流的大小。圖1示出據此設計的直流側電壓的單周期控制框圖。進行周期采樣，通過比例積分環節對采樣得到的電壓比較值進行修正之后，可以得出損耗電流的幅值k。使損耗電流與系統電壓同相位，以保證其為等效有功電流：控制有功的傳遞情況，以保證穩定在某一值附近。