APF并联均流系统多种通信技术的研究和应用

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有源电力滤波器(APF)作为一种改善电能质量的电力电子装置,近几年来成为了国内外供配电系统谐波抑制技术研究的热点。本文针对有源电力滤波器补偿容量小和通信方式单一的问题,提出了采用多台APF并联运行的方式增加装置的补偿容量,重点对APF并联均流系统通信方式的扩展进行了研究,便于有源电力滤波装置的通信和联网。本文主要从以下几个方面进行了研究:  阐述了课题的来源,APF并联均流系统的发展及研究现状,并对APF目前存在的问题进行了分析,提出了采用多台APF并联运行的方式增加系统的补偿容量。对APF并联均流系统进行普通串口通信,USB通信和以太网通信三种通信方式的扩展,提高了有源电力滤波装置的多样性和灵活性。  对本文使用的关键通信技术进行了介绍。普通串口通信实现方式简单、方便,是工业领域使用最为广泛的通信。USB通信方式较为常见,通信速率要比串口通信快,并且能够实现设备的热拔插。以太网通信的特点是方便与其他设备的互联,以及工业并网,实现简单。  提出了多台APF并联方式运行的结构。使用并联均流技术进行多台APF模块的协调控制,并联均流技术可靠性强,方便进行多台APF模块的扩展。通过对系统通信过程的功能分析,确定了整个通信过程所涉及的通信量,并制定了相应通信协议,给出了系统通信方案。  硬件电路和软件程序是通信部分的核心内容,本文对APF并联均流系统通信部分的硬件电路和软件程序进行了分析。硬件电路主要包括DSP的外围扩展电路,I/O口扩展电路以及串口、USB、以太网通信电路,对每一个电路都进行了功能分析。对于三种通信方式,给出了软件程序的关键代码和软件流程图,文中的软件程序指的是APF模块中控制芯片DSP的程序。  针对文中提出的通信方式进行了通信功能测试,三种通信方式都可以运用于APF并联均流系统。串口通信和USB通信方式简单,进行单台APF模块的通信测试;以太网通信技术灵活,便于多台APF模块的网络互联与工业并网,对APF并联均流系统的以太网通信进行了详细的测试,验证了方案的正确性。  本文针对APF发展所遇到的问题,提出了采用多台APF模块并联运行的结构,并对系统进行了多种通信方式的扩展,给出了系统的硬件电路和软件程序结构,最后对APF并联均流系统通信功能正确性进行了验证。
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