[發明專利]有源電力濾波器控制系統

無效

• 申請號: 201310608798.3
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103580027A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 邵澤華;姜文東;周娜娜
• 申請（專利權）人: 山東藍天電能科技有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 左明坤

技術領域

本發明涉及控制系統，特別是涉及一種有源電力濾波器控制系統。

背景技術

隨著電力電子器件使用的日漸頻繁，整流裝置、開關電源、逆變器及變頻器等非線性負載的廣泛使用，電網基波電流發生畸變產生了諧波。諧波會誘發電網諧振造成諧波過電壓和過電流引起嚴重事故，諧波還會對各類電器裝置產生嚴重干擾，降低使用壽命并會導致裝置誤動作，諧波導致線路電阻增大，線線損加大，發熱增加，使絕緣過早老化，極易發生接地短路故障引起火災等。根據非線性負載的應用不同，所產生的各次諧波也不同，這給傳統模式上的無源諧波治理帶來了空前的挑戰。

基于以上情況以及無源濾波裝置的特性受系統參數影響大，只能消除特定的幾次諧波，而某些次諧波會產生放大作用，甚至產生諧振現象。因此，有源濾波器在電力系統中越來越多地被采用，由于有源濾波器的產品本身比較新，技術含量比較高，再加上有源濾波器本身就是個諧波源，對控制系統存在一定的干擾，這就對有源濾波器的本身的穩定性提出了很高的要求。如何提高有源濾波器控制系統的抗干擾性，使其穩定運行，這已成為有源濾波器發展、推廣的核心課題。

發明內容

本發明的目的是克服上述缺陷，提供一種有源電力濾波器控制系統，布局清晰、簡單，便于調試，運行穩定，可以通過DSP與ARM的雙核結構，實現通信與管理，避免誤操作，調高設備穩定性，并提高系統抗干擾性，最大程度地節約成本。

本發明提供一種有源電力濾波器控制系統，包括系統電網中三相的電壓互感器和電流互感器、APF輸出的直流的電壓互感器和電流互感器、相應的調理電路和AD轉換器，還包括DSP與ARM構成的雙核結構和驅動保護電路，所述電壓互感器設有第一電壓互感器和第二電壓互感器2套，所述電流互感器設有電流互感器和連接在其輸出回路上二次電流互感器，所述調理電路分別設有第一調理電路和第二調理電路，所述AD轉換器分別設有第一AD轉換器和第一AD轉換器；

所述第一電壓互感器和電流互感器的采樣信號經所述第一調理電路DSP和第一AD轉換器接入所述DSP，所述第二電壓互感器和二次電流互感器的采樣信號經所述第二調理電路和第二AD轉換器接入所述ARM，所述DSP與所述ARM通過CAN總線相互連接；

所述DSP設有三相輸出觸發電路，所述DSP根據采樣信號計算補償指令電流，并與輸出側實際輸出諧波電流量進行比較，由三相輸出觸發電路生成PWM脈寬調制信號經所述驅動保護電路輸出至有源電力濾波器APF，所述ARM連接有顯示器，實現人機交互；

所述驅動保護電路包括依次相連的邏輯保護電路、光耦隔離電路和信號差分電路，所述邏輯保護電路包括第一與門、第二與門、第一反向器和第二反向器，其中所述第一與門、第一反向器和第二與門依次相連，所述第二反向器與第二與門相連，所述第二與門與第三與門和第三反向器分別相連，所述第三與門經所述光耦隔離電路與所述信號差分電路相連，所述第三反向器與三相輸出觸發電路的各路輸出與門分別相連，相應地所述各路的輸出與門分別經所述光耦隔離電路與所述信號差分電路相連。

本發明有源電力濾波器控制系統，其中所述ARM經RS485接口與所述顯示器相連接，所述ARM另經I/O接口連接有FLASH。

本發明有源電力濾波器控制系統，其中所述三相輸出觸發電路采用全控型開關器件IGBT構成；各與門采用型號為74LS132的邏輯器件構成；各反向器采用型號為74LS14的邏輯器件構成；所述光耦隔離電路采用型號為HCPL-4504的元件構成；所述信號差分電路采用型號為MAX1487的元件構成。

本發明有源電力濾波器控制系統的有益效果是：由于設置了DSP與ARM的多路采樣分開進行，布局清晰、簡單，便于調試，實現了通信與管理。并且電流采樣中利用電流互感器的二次互感方式對電流進行二次采樣，提高了抗干擾程度，提高了設備穩定性，保證了ARM的要求，最大程度地節約成本。由于設置了光耦隔離電路和信號差分電路，使數字信號與輸出的差分信號進行完全隔離，避免了誤操作，進一步增加了信號的抗干擾能力，保證了APF的穩定運行。

附圖說明

圖1為本發明有源電力濾波器控制系統的結構框圖。

圖2為本發明有源電力濾波器控制系統中驅動保護電路的原理圖。

具體實施方式

為進一步闡述本發明，下面結合實施例對本發明有源電力濾波器控制系統做更詳細的說明。