[发明专利]一种基于三电平拓扑双DSP主控的补偿滤波控制方法

说明书

本发明提供了一种基于三电平拓扑双DSP主控的补偿滤波控制方法，属于电力设备及电气工程领域。本发明一种基于三电平拓扑双DSP主控的补偿滤波控制方法的具体步骤为：步骤一：双DSP校验系统参数；步骤二：DSP1系统数据采集运算；步骤三：DSP2系统数据采集运算；步骤四：DSP1和DSP2通过高速CAN总线传输数据；步骤五：DSP1的补偿控制；步骤六，保护策略。本发明同时实现无功电流补偿、有功功率平衡、谐波滤除功能，治理电网电能质量高效、精确、稳定，相比传统控制方法运算速度快，运算频率高(周期可达20KHz)、补偿精度高、CPU占有率低、芯片发热量低、同时实现补偿滤波平衡功能、同时滤除3到49次谐波、闭环控制调节、保护功能齐全。

技术领域

本发明涉及一种基于三电平拓扑采用双DSP主控的电流平衡补偿滤波控制方法，属于电力设备及电气工程领域。

背景技术

近些年来，随着电力电子技术的迅猛发展，大量非线性负载尤其是整流负载在配电网中分布越来越广泛，这就导致整个电网充斥着大量的谐波。在三相四线的低压系统中单相负载的运行造成了有功不平衡电流的产生。往往在同一系统中即存在着谐波电流和无功电流也存在着有功不平衡电流，这导致多种不利条件共同存在于同一电网中，传统的装置只能实现单一的消除功能，这就造成了用户往往需要购买多种设备治理电网，不但成本大大增加而且对有限面积的变配电控制室造成了很大的安装压力，对电网供电部门和用户带来了非常恶劣的影响，因此非常有必要对电网污染采取综合的治理措施。并联功率平衡补偿装置采用全控型电力电子器件，通过先进的谐波、无功、有功检测和控制策略，能够实现谐波和无功功率、有功功率的灵活有效补偿，在配电网领域获得了广泛的应用，用于对用户的谐波污染、功率因数低和三相不平衡这三种电能质量问题进行有效的治理。

目前，补偿、滤波控制中采用的传统的PI、PR、PIR等控制策略都为实现更好的电网治理效果。但传统的单主控控制方式只能实现单一的治理功能，由于受到芯片自身性能的制约无法将三种治理电网方法同时加入到单一主控中，即使强制加入到一起也会导致CPU运算率超高，芯片高度发热、运算周期内数据无法算完等问题以及IO不够使用等棘手问题。最终导致电网治理效果不理想。考虑到上述问题，本设计对单一主控进行全面升级，采用双DSP芯片(TMS28335)主控协同工作，高速分工运算数据，运算数据相互校验，运算功能多元化支持，芯片之间采用高速CAN通信同步数据。最终实现对电网中的无功电流、谐波电流以及不平衡电流同时治理的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的有功平衡装置、无功补偿装置、有源滤波装置实现功能单一、运算效率低、运行CPU使用率高、芯片发热严重、滤除高次谐波能力有限、多功能同时实现效果不理想等存在的问题，进而提供一种基于三电平拓扑双DSP主控的补偿滤波控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于三电平拓扑双DSP主控的补偿滤波控制方法，具体步骤为：

步骤一：双DSP校验系统参数

外部显示屏通过RS232接口将系统参数数据传输给DSP2，DSP2初步校验无误后发送给DSP1，DSP1再次校验无误后存储并通知DSP2，DSP2存储数据后通知外部显示屏；

步骤二：DSP1系统数据采集运算

DSP1通过ADC引脚采集网侧电压、直流母线电压、设备电流和IGBT温度信号，采集网测电压数据后通过锁相环锁定交流相位为公频50Hz，并将相位值转换为三角函数Uasin及Uacos；采集的直流母线电压滤波后传递给增量式PI控制器，采用增量式PI控制器闭环控制直流母线电压并调节至目标值720VDC，PI控制器输出值通过C32变换转换为三相电流给定；采集设备电流用于后续步骤中的比例控制器闭环控制以及设备瞬时过流保护；采集IGBT温度用于控制设备风机启停以及IGBT过温保护跳闸；

步骤三：DSP2系统数据采集运算