專利名稱：應(yīng)用于智能電網(wǎng)的有源電力濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于智能電網(wǎng)的有源電力濾波器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的國(guó)電力工業(yè)中，幾乎都是采用正弦供電方式。在理想的電力系統(tǒng)中，電源以單一恒定頻率(50或60HZ)的正弦變化規(guī)律向電網(wǎng)供電。隨著社會(huì)和科技的發(fā)展進(jìn)步，電力電子器件應(yīng)用日益廣泛，配電網(wǎng)中整流器、電弧爐、變頻調(diào)速裝置、電氣化鐵路等負(fù)荷使用不斷增加，使得電網(wǎng)中的電壓、電流波形發(fā)生畸變。在這些電流和電壓的波形中，不僅包含與供電電源同頻率的正弦量(稱為基波分量)，而且出現(xiàn)了一系列頻率為基波頻率整數(shù)倍的正弦波分量(高次諧波分量)，這一系列正弦分量統(tǒng)稱為電力諧波，同時(shí)還引起了系統(tǒng)功率因數(shù)降低、電壓波動(dòng)、閃變和三相不平衡等一系列問(wèn)題。電網(wǎng)諧波含量增加，導(dǎo)致了電 氣設(shè)備壽命縮短，網(wǎng)損加大，系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振的可能性增加，并聯(lián)電容器不能正常運(yùn)行，同時(shí)可能引發(fā)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的非故障性動(dòng)作，導(dǎo)致儀表指示和電能計(jì)量不準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)、通信受干擾等一系列問(wèn)題。由諧波引起的各種故障和事故，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)、生活造成了不必要的損失，如何解決該問(wèn)題，是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度較高、響應(yīng)時(shí)間較短、實(shí)時(shí)補(bǔ)償性能較高的應(yīng)用于智能電網(wǎng)的有源電力濾波器。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于智能電網(wǎng)的有源電力濾波器，包括DSP (數(shù)字信號(hào)控制器)、與該DSP的串口相連的ARM (微處理器)、與該DSP相連的上位機(jī)、與該DSP的PWM信號(hào)輸出端口相連的光電隔離電路、與該光電隔離電路相連的逆變主電路、與所述的ARM相連的鍵盤(pán)和IXD。進(jìn)一步，該有源電力濾波器還包括與所述DSP相連的電流互感器和電壓互感器。所述DSP連接有用于與上位機(jī)進(jìn)行通信可靈活配置的RS232/RS485/CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口。本實(shí)用新型具有的技術(shù)效果(I)本實(shí)用新型的有源電力濾波器采用DSP和ARM組成雙處理器控制系統(tǒng)，其中高速DSP芯片TMS320F2812用于完成A/D轉(zhuǎn)換、諧波和無(wú)功電流計(jì)算、PWM信號(hào)的產(chǎn)生和與上位機(jī)通信的功能，ARM選用ARM Cortex-M3芯片，主要用于完成鍵盤(pán)控制、人機(jī)界面顯示和系統(tǒng)功能管理。(2)負(fù)載電流、補(bǔ)償電流的檢測(cè)，以及變流器直流側(cè)電容兩端電壓的檢測(cè)采用霍爾效應(yīng)的電流互感器和電壓互感器，檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快。(3)配有IXD顯示器和鍵盤(pán)，可實(shí)時(shí)顯示諧波電流、無(wú)功功率等電力參數(shù)值，可進(jìn)行實(shí)時(shí)故障記錄和事件記錄，以及進(jìn)行消諧、無(wú)功補(bǔ)償及諧波無(wú)功同時(shí)補(bǔ)償?shù)榷喾N工作模式選擇。[0011](4)配有RS232/RS485/CAN現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口，可與上位機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)基于智能電網(wǎng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，并可通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控報(bào)警功能，通信可靠，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。(5)主電路與PWM之間采用光耦隔離電路，具有良好的電絕緣和抗干擾能力。

為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖I為本實(shí)用新型的應(yīng)用于智能電網(wǎng)的有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)框圖，圖中的es為電流源，is (t)為電流源輸出的電流。·具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1，本實(shí)施例提供的應(yīng)用于智能電網(wǎng)的有源電力濾波器，包括DSP、與該DSP的串口相連的ARM、與該DSP相連的上位機(jī)、與該DSP的PWM信號(hào)輸出端口相連的光耦隔離電路、與該光耦隔離電路相連的逆變主電路、與所述的ARM相連的鍵盤(pán)和LCD、與所述DSP相連的電流互感器和電壓互感器。DSP與ARM之間采用SPI串行通信協(xié)議進(jìn)行通信。所述DSP配有用于與上位機(jī)進(jìn)行通信的RS232/RS485/CAN通訊接口。工作時(shí)，電流互感器和電壓互感器對(duì)非線性負(fù)載進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)得到的負(fù)載信號(hào)iL (t)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D送入DSP，DSP通過(guò)對(duì)A/D轉(zhuǎn)換、諧波和無(wú)功電流進(jìn)行計(jì)算，操作人員通過(guò)LCD (液晶顯示器)顯示的諧波電流、無(wú)功功率等電力參數(shù)值，通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)ARM輸入指令，轉(zhuǎn)變成消諧或無(wú)功補(bǔ)償或諧波無(wú)功同時(shí)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髂Ｊ桨l(fā)送給DSP，然后DSP控制PWM產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM信號(hào)發(fā)送給逆變主電路，逆變主電路產(chǎn)生出相應(yīng)的電流注入到電網(wǎng)中，達(dá)到濾波的目的。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型的精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于智能電網(wǎng)的有源電力濾波器，其特征在于包括DSP、與該DSP的串口相連的ARM、與該DSP相連的上位機(jī)、與該DSP的PWM信號(hào)輸出端口相連的光耦隔離電路、與該光耦隔離電路相連的逆變主電路、與所述的ARM相連的鍵盤(pán)和LCD。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于智能電網(wǎng)的有源電力濾波器，其特征在于還包括與所述DSP相連的電流互感器和電壓互感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于智能電網(wǎng)的有源電力濾波器，包括DSP、ARM、與該DSP相連的上位機(jī)、與該DSP的PWM信號(hào)輸出端口相連的光耦隔離電路、與該光耦隔離電路相連的逆變主電路、與所述的ARM相連的鍵盤(pán)和LCD。本實(shí)用新型的有源電力濾波器采用DSP+ARM組成雙處理器控制系統(tǒng)，其中高速DSP芯片TMS320F2812用于完成A/D轉(zhuǎn)換、諧波和無(wú)功電流計(jì)算、PWM信號(hào)的產(chǎn)生和與上位機(jī)通信的功能，ARM選用ARMCortex-M3芯片，主要用于完成鍵盤(pán)控制、人機(jī)界面顯示和系統(tǒng)功能管理。負(fù)載電流、補(bǔ)償電流的檢測(cè)，以及變流器直流側(cè)電容兩端電壓的檢測(cè)采用霍爾效應(yīng)的電流互感器和電壓互感器，檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快。
文檔編號(hào)H02J3/01GK202696152SQ201220396228
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者楊文新, 韓迎輝 申請(qǐng)人:楊文新, 韓迎輝