一种有源电力滤波器控制与通信系统

摘要

本发明涉及电力系统与电力电子技术中的有源电力滤波器控制与通信系统，尤其是涉及一种采用Concerto+FPGA构架的有源电力滤波器控制与通信系统，包括信号预处理模块、硬件保护模块、I/O扩展输出模块、光纤驱动模块、通讯模块以及由Concerto+FPGA组成的主控制器模块，其中信号通过预处理模块送入主控制器模块，经过一系列算法计算后通过I/O控制接口模块以及光纤驱动模块来控制有源电力滤波器中逆变器的开关管通断，保护模块用来实现系统故障保护，通讯模块通过CAN总线实现实时参数显示和有源电力滤波器的远程监控。

主权项

一种有源电力滤波器控制与通信系统，其特征在于，包括信号预处理模块、硬件保护模块、I/O控制接口模块、光纤驱动模块、通讯模块以及由Concerto+FPGA组成的主控制器模块，其中信号通过信号预处理模块送入主控制器模块，经过一系列算法计算后通过I/O控制接口模块以及光纤驱动模块来控制有源电力滤波器中逆变器的开关管通断，硬件保护模块用来实现系统故障保护，通讯模块通过CAN总线实现实时参数显示和有源电力滤波器的远程监控；Concerto芯片采用Concerto F28M35x系列芯片，通过数据总线、地址总线、控制总线与FPGA进行数据交换；硬件保护模块作为一种模拟方式保护，其快速性和可靠性是软件保护所不具备的，硬件保护模块提供过流、过压、欠压重要故障保护；具体是通过运放进行模拟电平变换，并将该变换结果送入一个高速比较器，整定保护阀值由电位器灵活提供；当某一时刻模拟信号超过了保护阀值的上下限，高速比较器输出一个电平并将电平锁存，该锁存的电平用于硬件封锁PWM输出以及告知用户故障信号；模拟信号通过信号预处理模块送入主控制器模块Concerto F28M35x芯片中的内置数/模转换器，数/模转换器还包括一个多路模拟选择开关，需要快速实时采样的信号直接送入数/模转换器，其它信号经多路模拟选择开关送入数/模转换器；I/O控制接口模块用于输入/输出的开关量信号控制；由Concerto+FPGA主控制器模块输出的信号经过光耦隔离、驱动放大、限流、电平转换电路输出，由于开关量输出控制信号带载能力有限，在需要控制大功率负载时配置一套驱动电路；由外部输入的开关量控制信号也经过光耦隔离、驱动放大、限流、电平转换电路输入至Concerto+FPGA主控制器模块。