[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于三电平拓扑双DSP主控的补偿滤波控制方法，其特征在于，具体步骤为：/n步骤一：双DSP校验系统参数/n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；/n步骤二：DSP1系统数据采集运算/nDSP1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；/n步骤三：DSP2系统数据采集运算/nDSP2通过ADC引脚采集网测电压、负载电流、三电平母线电压以及负一半母线电压计算电压相位、补偿电流、平衡电流、3到49次谐波电流以及正负母线均压电流；DSP2采集网侧电压后通过软件锁相环并根据步骤二中DSP1的计算方法计算得出Uasin2及Uacos2；DSP2采集三电平母线电压以及负一半母线电压后计算出正一半的母线电压及负一半的母线电压后做差作为正负母线均压参考，母线均压参考作为2次谐波电流给定后通过C23变换转换为三相均压电流参考； DSP2通过采集负载电流经过C32变换计算得出无功补偿电流以及三相有功平衡电流以及3到49次谐波电流；/n步骤四 ：DSP1和DSP2通过高速CAN总线传输数据/nDSP1与DSP2的CAN总线接口通过转换电路后连接在一起，通过软件程序配置，实现1Mbps通信速度，50us的计算周期内可传输128个字节数据，通过CAN总线邮箱传递数据，邮箱数据长度4*16位，前三个16位数据传递实时数据三相电流补偿值即有功平衡电流、无功补偿电流、谐波电流以及均压电流之和，DSP1每个计算周期50us内都能接收到DSP2传递过来的三相电流补偿值并将三个电流补偿值加载到比例运算控制器中实现闭环控制；DSP1接收到第四个16位数据Uasin2值后与自身算出的Uasin值进行比较，当两个DSP算出的相位差值超过允许范围时每个DSP各自本周期相位值与上一周期相位值做比较，取差值小的值作为本周期相位值；/n步骤五：DSP1的补偿控制/nDSP1接收DSP2通信传输的三相平衡电流、无功补偿电流、谐波电流及均压参考值后将三相平衡电流、无功补偿电流、谐波电流及均压参考值与DSP1算出的三相电流给定求和后作为新的三相电流参考；新的三相电流参考与三相设备电流做差后乘以比例系数K再与滤波后的三相网侧电压相加从而组成比例控制器，比例控制器输出值与直流母线电压相比得到三相PWM信号调节占空比，其中电压参考作为PWM给定；补偿滤波装置的A、B、C相每相4只IGBT串联由四路PWM信号控制，共12路PWM信号控制IGBT开关实现补偿调节功能；/n步骤六，保护策略/nIGBT温度保护：通过频压转换电路将频率转换成电压信号经过ADC引脚进入到DSP1中，DSP1通过判定该温度值进行设备散热风机的启停控制及温度过高保护；/n驱动故障保护：DSP1通过CAP接口接收驱动故障信号，软件通过检测CAP接口边沿状态进行中断响应，瞬间封锁PWM信号并跳闸报警；/n过流保护：ADC通过检测设备电流进行设备过流保护，当某一个计算周期50us内出现电流值超过保护值时软件迅速闭锁PWM信号并跳闸报警；/n电压保护：ADC通过检测直流母线电压保护设备中的电容器，当设备出现故障直流电压过高时，软件会在一个计算周期50us内做出响应，瞬间闭锁PWM信号并跳闸报警。/n