DSP+FPGA控制系统在有源电力滤波器中的应用

"基于'DSP+FPGA'的有源电力滤波器 (2010年)" 有源电力滤波器（APF）是电力系统中用于谐波和无功补偿的重要设备。随着非线性负载的增加，电力系统的电能质量问题日益凸显，APF因其动态补偿能力和灵活性得到了广泛应用。本文探讨了一种基于DQ旋转坐标系的无差控制方法，旨在提高APF的控制精度和效率。 DQ坐标系是一种常用的电力系统分析工具，将三相交流信号转换为两相正交的直流分量，便于理解和处理。在APF的控制策略中，DQ变换能够实现对谐波电流的精确跟踪和补偿。然而，由于这种控制方法涉及到大量的数学运算，单个数字信号处理器（DSP）可能无法满足高速和高精度的需求。 为了解决这个问题，论文提出了采用"TMS320F2812 DSP+FPGA"的混合控制系统。TMS320F2812是一款高性能的DSP，适用于数字控制应用，但其运算能力仍存在局限。而现场可编程门阵列（FPGA）则能提供并行处理能力，适合执行大量的计算任务。通过结合这两种器件，系统可以实现更高效的谐波电流补偿，同时处理人机交互和实时计算需求。 在实验中，该"DSP+FPGA"控制系统成功地补偿了25次以下的谐波电流，验证了其计算能力满足DQ变换的计算量需求。此外，APF的补偿效果显著，证明了该控制策略的有效性。这一创新设计提高了APF的补偿范围和速度，适应了对电能质量控制的更高要求。 关键词: 有源电力滤波器；DSP+FPGA；DQ旋转变换 此研究对提高电力系统的电能质量具有重要意义，为APF的设计提供了新的思路。通过优化控制硬件，可以提升APF的补偿能力，从而更好地服务于电力系统的谐波治理和无功补偿。未来的研究可能会进一步探索更高效、更灵活的混合控制架构，以应对更多样化和复杂的电力系统挑战。