本发明专利技术提供基于FPGA的有源电力滤波器控制系统，包括：控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PWM单元，所述控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PWM单元高度集成在FPGA芯片上。本发明专利技术能够提高装置容量、缩短控制系统的延时，补偿精度高、补偿效果好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电力滤波器控制系统，具体涉及一种基于FPGA的有源电力滤波器控制系统。
技术介绍
社会发展过程中，人们对电力需求特别是电能质量的要求越来越高。但由于非线性负荷大量使用，却带来了严重的电力谐波污染，给电力系统安全、稳定、高效运行带来严重影响，给供用电设备造成危害。如何最大限度的减少谐波造成的危害，是目前电力系统领域极为关注的问题。谐波抑制的一个重要趋势是采用有源电力滤波器(Active PowerFilter简记为APF)技术抑制谐波。但是目前的APF对电网电能质量进行补偿时还存在许多不足和缺陷，如装置容量低、控制系统延时长、补偿精度低、补偿效果差等等。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供一种先进的有源电力滤波器控制系统及方法，能够提高装置容量、缩短控制系统的延时，补偿精度高、补偿效果好。本专利技术提供了如下的技术方案: 一种基于FPGA的有源电力滤波器控制系统，包括:控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PffM单元，所述控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PffM单元高度集成在FPGA芯片上。所述控制单元负责提取谐波电流，并通过控制算法进行指令追踪；逻辑保护单元负责设备的启动和停止，以及保护功能；显示单元负责电气量的显示与监控；PWM单元负责控制IGBT的开关。一种基于FPGA的有源电力滤波器控制方法，包括如下步骤: 步骤1、检测系统电流、系统电压、输出电流:通过FPGA内置的AD采样控制程序，实现数字化的采样值计算与偏差修正； 步骤2、锁定电网电压相位:通过PI比例积分控制器进行调节，锁定电网电压的相位；步骤3、提取与分析谐波成分:通过滑窗DFT算法，提取系统电流中的各次谐波成分并加以分析，作为给定的电流指令； 步骤4、生成输出电流指令:将给定电流指令与实际采集的输出电流进行比较，计算差值，通过PR控制，作为输出电流指令通过高速光纤接口送给PWM模块； 步骤5、PffM逆变:通过PffM控制IGBT的开关动作，逆变出需要的电流，补偿电网电流中谐波电流； 步骤6、APF系统保护:包括保护事件处理、保护信息输出、保护报警。本专利技术的有益效果是: 本专利技术能够提高装置容量、缩短控制系统的延时，补偿精度高、补偿效果好。【附图说明】附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中: 图1为本专利技术系统原理图； 图2为电网电压相位锁定图； 图3为滑窗DFT算法图； 图4为电流指令的算法框图； 图5为控制流程图； 图6为FPGA内部算法控制流图。【具体实施方式】如图1-6所示，本专利技术公开一种基于FPGA的有源电力滤波器控制系统，包括:控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PWM单元，所述控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PWM单元高度集成在FPGA芯片上。所述控制单元负责提取谐波电流，并通过控制算法进行指令追踪；逻辑保护单元负责设备的启动和停止，以及保护功能；显示单元负责电气量的显示与监控；PWM单元负责控制IGBT的开关。一种基于FPGA的有源电力滤波器控制方法，包括如下步骤: 步骤1、检测系统电流、系统电压、输出电流:通过FPGA内置的AD采样控制程序，实现数字化的采样值计算与偏差修正； 步骤2、如图2所示，锁定电网电压相位:通过PI比例积分控制器进行调节，锁定电网电压的相位； 步骤3、如图3所示，提取与分析谐波成分:通过滑窗DFT算法，提取系统电流中的各次谐波成分并加以分析，作为给定的电流指令； 步骤4、如图4所示，生成输出电流指令:将给定电流指令与实际采集的输出电流进行比较，计算差值，通过PR控制，作为输出电流指令通过高速光纤接口送给PWM模块； 步骤5、PWM逆变:通过PWM控制IGBT的开关动作，逆变出需要的电流，补偿电网电流中谐波电流； 步骤6、如图5所示，APF系统保护:包括保护事件处理、保护信息输出、保护报警。综上，本专利技术基于FPGA，能够有效提高补偿精度以及补偿效果，同时能够提高装置容量、缩短控制系统的延时。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.一种基于FPGA的有源电力滤波器控制系统，其特征在于，包括:控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PffM单元，所述控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PWM单元高度集成在FPGA芯片上。2.根据权利要求1所述的基于FPGA的有源电力滤波器控制系统，其特征在于，所述控制单元负责提取谐波电流，并通过控制算法进行指令追踪；逻辑保护单元负责设备的启动和停止，以及保护功能；显示单元负责电气量的显示与监控；PWM单元负责控制IGBT的开关。3.—种基于FPGA的有源电力滤波器控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、检测系统电流、系统电压、输出电流:通过FPGA内置的AD采样控制程序，实现数字化的采样值计算与偏差修正； 步骤2、锁定电网电压相位:通过PI比例积分控制器进行调节，锁定电网电压的相位；步骤3、提取与分析谐波成分:通过滑窗DFT算法，提取系统电流中的各次谐波成分并加以分析，作为给定的电流指令； 步骤4、生成输出电流指令:将给定电流指令与实际采集的输出电流进行比较，计算差值，通过PR控制，作为输出电流指令通过高速光纤接口送给PWM模块； 步骤5、PffM逆变:通过PffM控制IGBT的开关动作，逆变出需要的电流，补偿电网电流中谐波电流； 步骤6、APF系统保护:包括保护事件处理、保护信息输出、保护报警。【专利摘要】本专利技术提供基于FPGA的有源电力滤波器控制系统，包括：控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PWM单元，所述控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PWM单元高度集成在FPGA芯片上。本专利技术能够提高装置容量、缩短控制系统的延时，补偿精度高、补偿效果好。【IPC分类】H02J3/01【公开号】CN105337280【申请号】CN201510684367【专利技术人】刘明, 张明, 仇志凌, 李锦 , 葛文海 【申请人】南京亚派科技股份有限公司【公开日】2016年2月17日【申请日】2015年10月22日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于FPGA的有源电力滤波器控制系统，其特征在于，包括：控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PWM单元，所述控制单元、逻辑保护单元、显示单元和PWM单元高度集成在FPGA芯片上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，张明，仇志凌，李锦，葛文海，
申请(专利权)人：南京亚派科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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