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基于快速控制模型的混合型电力滤波器设计

作者:尊龙现金娱人生就是 发布时间:2020-11-11 19:49 点击数:

  器实现,需要工程师有较高的软件编程能力。这样,周期的绝大部分时间将用于程序的编写以及优化上。考虑到数学

  (Rapid Control Prototyping,RCP)的设计降低了设计周期,利用Simulink的图形化编程方法,不再需要进行复杂的程序编写:对于硬件工程师而言,改变模型参数就可以实现现场调试;对于理论研究人员而言,只需要考虑算法的快速性和实用性。

  小波变换是一种分析非稳态电压和电流波形的快速而有效的方法。同FFT一样,小波变换将信号分解成频率分量。但是,离散小波变换(DWT)具有可变的频率分辨率,可以有效地解决负载突变所引起的电网电压闪变,而且能够实时跟踪问谐波。这是用来分析瞬态信号的一个有用特性。另外,小波分析不需要在整个频域范围内同时进行,将计算量集中在某一频率范围,减小了计算量,加快了分析速度。

  RCP由两部分组成:计算机辅助设计软件Simulink和带有实时操作系统的专有硬件TMS320F2812,如图1所示。这种图形化编程方法取代了传统程序的编写,只要求工程师将注意力集中在功能和性能的优化上。本文提出的完整系统在仿真环境下进行。

  Embedded Target for TI C2000连接软件和硬件,Simulink工具箱提供本文所需的各种模型,为通用DSP上设计、仿真和实现嵌入式控制系统提供了集成平台。图2为设计流程。

  利用Embedded Target,能够通过CCS(Cede Composer Studio)产生高效的DSP代码,通过主机与DSP的接口将二者连接起来,就可以对DSP进行在线控制与优化。对于需要进行循环计算的复杂算法,RCP的快速执行功能将体现出极大的优越性。鉴于小波变换分析电力系统谐波的前景,以及建模的便利,本滤波器的有源部分控制算法利用小波变换来分析电网谐波。

  小波分析的实现通常采用信号的多分辨分解法(Multiresolution Signl Decomposition,MSD),高通滤波器h和低通滤波器g分别通过小波函数来构成,如图3所示。

  图3中的尺度1包含了从奈奎斯特频率到1/4采样频率的信息,尺度2包含了从1/4到1/8采样频率的信息,其他尺度包含的信息以此类推。小波的分解可以在任意尺度上终止,最后的平滑输出包含了所有剩余尺度的信息。但是,信号的分解层数不是任意的。长度为N的信号最多只能分解成log2N层。

  在离散小波变换中,给出了一些小波系数m和n,这些系数取决于伸缩因子和平移因子的次数。则离散小波系数可表示为:


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