电力滤波系统开发中软件规划设计研究

李芳芳　张南　王波

摘 要：在电力滤波系统开发中软件的规划设计至关重要。本文作者使数位讯号处理器TMS320F2812作為系统的控制核心，并以CCStudio 3.1作为数位控制板的软件开发系统，而本文是以C语言来撰写程序，以下将针对程序的设计及流程进行阐述。

关键词：电力滤波；系统开发；软件；规划；设计；研究

中图分类号：TN713

1 ADC转换比例介绍

本文系统透过电压及电压感测电路，调整其比例与直流位准，再经由 DSP 之类比数位转换通道，将类比讯号转换成数位讯号送入程序中运算，藉此来完成系统的回授控制，其中ADC所能允许的电压范围为0～3伏特。

TMS320F2812之类比/数位转换表达式如下所示：

利用式（1）来设计本文系统中实际上的电压、电流回授值转换为数位值后的比值，如表1所示。

2 主程序流程介绍

程序架构可分为主程序及中断服务子程序，主程序部分是设定暂存器功能、变数的宣告与初始化及执行无穷循环动作，控制部份则是在中断服务子程序内执行，利用中断频率与正缘触发讯号来达到所需的控制时间，图1为系统程序流程图，其说明如下所示：（1）程序开始。（2）设定变数资料型态及其初始值。（3）规划外围相关缓存器，包含计数器、I/O脚位设定，中断功能的开启及类比数位转换通道设定。（4）进入主程序则执行闸流体触发角度的产生与输出并等待中断发生，当中断发生时进入中断服务子程序。

3 中断服务子程序

当发生中断后，系统程序式流程会进入中断服务子程序执行主要的控制功能程序，分成五个中断服务子程序，其执行的流程如图2，说明如下：

3.1 计数器1中断服务子程序

（1）计数器1产生中断事件，程序进入中断服务子程序。（2）经由类比数位转换信道取得控制所需讯号vm、vt、imL、itL、imc、itc与Vdc。（3）计算所需之补偿电流。（4）计算出的补偿电流进入迟滞电流控制。（5）产生PWM讯号送至功率开组件M1～M4。（6）中断结束，跳回主程序。

3.2 Capture1中断服务子程序

（1）m相电源端电压正缘触发讯号产生，进入中断服务子程序。（2）记录电源端电压正缘触发讯号产生时之计数器2的计数值。（3）中断结束，跳回主程序。

3.3 Capture2中断服务子程序

（1）m相负载端电流正缘触发讯号产生，进入中断服务子程序。（2）记录负载端电流正缘触发讯号产生时之计数器2的计数值。（3）中断结束，跳回主程序。

3.4 Capture4中断服务子程序

（1）t相电源端电压正缘触发讯号产生，进入中断服务子程序。（2）记录电源端电压正缘触发讯号产生时之计数器4的计数值。（3）中断结束，跳回主程序。

3.5 Capture5中断服务子程序

（1）t相负载端电流正缘触发讯号产生，进入中断服务子程序。（2）记录负载端电流正缘触发讯号产生时之计数器4的计数值。（3）中断结束，跳回主程序。

4 补偿电流程控流程

在程序计算补偿电流的部份，详细的补偿电流程控流程，说明如下：（1）进入产生补偿电流原理子程序。（2）利用Capture1与Capture2中断子程序，求出m相负载之触发角度，利用Capture4与Capture5中断子程序，求出t相负载之触发角度。（3）求出二相负载电流的基本波成份平均值I avg。（4）将已求得的I avg分别与m相及t相之单位电压相乘，可得实际电源端电流参考讯号ims及its。（5）计算直流链电压闭回路控制值I cm。（6）重新修正实际电源端电流参考讯号ims及its。（7）将实际电源端电流减去负载电电流可得补偿电流参考讯号imc*及itc*。（8）补偿电流产生子程序结束。

5 结束语

本文针对电力滤波系统开发提出软件规划设计方法，用以改善相位控制非线性负载在变换角度时，负载电流变化之瞬时现象。以上系统架构是透过Matlab软件建立而成与模拟分析，控制则是使用TMS320F2812为核心，藉由电压电流感测电路，光耦合驱动电流等将系统回授控制实现。

参考文献：

[1]罗安.电网谐波治理和无功补偿技术及装备[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2]吴敏，桂卫华，何勇.现代鲁棒控制[M].长沙：中南大学出版社，2006.

[3]（加）R.MohanMathur，（印）RajivK.Varma著.徐政，译.基于晶闸管的柔性交流输电控制装置[M].北京：机械工业出版社，2005.

作者简介：李芳芳（1979.09-），女，本科，工程师，研究方向：电力自动化、数据网及二次防护。

作者单位：国网滨州供电公司，山东滨州 256610