本申请涉及柔性交流输电系统电能质量产品领域，尤其涉及一种有源电力滤波器控制装置。
背景技术：
电能是目前人类生产和生活中最重要的一种能源形式。合理、高效、精确和方便地利用电能仍然是人类所面临的重大问题。采用电力电子技术的电源装置给电能的利用带来了革命。有源电力滤波器(activepowerfilter，apf)作为柔性交流输电系统电能质量产品的一种，为电能质量问题的治理提供完整的解决方案；用于提升配电系统可靠性、改善系统电能质量指标，具备提高功率因数、消除谐波、抑制谐振、改善三相不平衡等功能，可有效保障用电系统长期稳定高效的运行。
有源电力滤波器通过外部电流互感器，实时检测负载电流，并通过内部dsp计算，提取出负载电流的谐波成分，然后通过pwm信号发送给内部igbt，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波目的。除滤除谐波外，有源滤波器可以对负载的无功进行补偿，最终使电网侧谐波及功率因数满足要求。
但是，目前的有源电力滤波器采用一块数据信息处理器，计算能力不足、一定时间内谐波次数检测较少的情况。
技术实现要素：
本申请的目的是提供一种通讯结构合理、高效率的有源电力滤波器控制装置。
为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
一种有源电力滤波器控制装置，包括：
第一数据信息处理器；
第二数据信息处理器，与所述第一数据信息处理器电连接并通讯；
第三数据信息处理器，分别与所述第一数据信息处理器和第二数据信息处理器电连接并通讯；
复杂可编程逻辑器件，分别与所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器电连接并通讯；
ad采样电路，分别于与所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器电连接并通讯；
绝缘栅双极晶体管控制模块，与所述复杂可编程逻辑器件电连接并通讯。
进一步的，所述有源电力滤波器控制装置还包括光耦隔离的继电器模块，所述继电器模块用于控制有源电力滤波器控制装置的启动、停止。
进一步的，所述有源电力滤波器控制装置还包括rs485驱动模块，所述rs485驱动模块通过rs485接口与所述第一数据信息处理器电连接并通讯；第一数据信息处理器通过所述rs485驱动模块接收电网电压信息和负载电流信息。
进一步的，所述复杂可编程逻辑器件通过i/o接口与所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器电连接。
进一步的，所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器两两之间通过串行外设接口电连接。
进一步的，所述复杂可编程逻辑器件通过多通道缓冲串行口与所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器电连接。
进一步的，所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器的型号为tms320x28069。
进一步的，所述复杂可编程逻辑器件的型号为epm570f25615n。
进一步的，所述第一数据信息处理器接受电网电压信息和负载电流信息，所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器分别从所述ad采样电路获取ad信号；
所述第一数据信息处理器用于将所述电网电压信息和负载电流信息发送给第二数据信息处理器和第三数据信息处理器；所述第三数据信息处理器用于将处理后的所述电网电压信息和负载电流信息发送给第一数据信息处理器和第二数据信息处理器；所述第二数据信息处理器用于将处理后的绝缘栅双极晶体管控制信息发送给复杂可编程逻辑器件，所述复杂可编程逻辑器件芯片用于将处理后的绝缘栅双极晶体管控制信息输出到绝缘栅双极晶体管控制模块进行控制和输出。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型根据通过接收电网电压和从负载侧ct反馈的负载电流，三块dsp芯片都通过ad采样模块获取ad数据，第一数据信息处理器从rs485得到的目标数据，通过spi通讯发送给另外两块数据信息处理器，第三数据信息处理器把计算出的数据通过mcbsp发送给第一数据信息处理器和第二数据信息处理器，由第二数据信息处理器将计算结果送给cpld，cpld对每个igbt的控制信息发送至igbt控制模块，从而驱动igbt达到控制的目的。在实现整个过程中本实用新型采用三dsp芯片和cpld芯片为控制核心，利用常见元器件，并通过易于实现的连接方式，达到了对绝缘栅双极晶体管(insulate-gatebipolartransistor，igbt)的控制，从而对电网中的谐波进行滤除。
本申请采用复杂可编程逻辑器和三个数据信息处理器作为控制核心，利用常见元器件，并通过易于实现的连接方式，达到了对绝缘栅双极晶体管的控制，从而对电网中的谐波进行滤除，保证配电系统数据的可靠、稳定和易于实现。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本申请一实施例的有源电力滤波器控制装置结构示意图；
其中，10、有源电力滤波器控制装置；11、第一数据信息处理器；12、第二数据信息处理器；13、第三数据信息处理器；14、复杂可编程逻辑器件；15、ad采样电路；16、绝缘栅双极晶体管控制模块；17、继电器模块；18、rs485驱动模块。
具体实施方式
需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
有源电力滤波器通过外部电流互感器，实时检测负载电流，并通过内部数据信息处理器(digitalsignalprocessor，dsp)计算，提取出负载电流的谐波成分，然后通过pwm信号发送给内部绝缘栅双极晶体管(insulate-gatebipolartransistor，igbt)，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波目的。
目前市场中存在的有源电力滤波器，核心控制板中有使用数据信息处理器加arm的组合模式，使用数据信息处理器加fpga的组合模式和3块数据信息处理器加cpld组合模式，这几种组合模式中，由于一块数据信息处理器的计算能力有限，有源电力滤波器需要对100次以内的谐波含量进行计算，对运算能力要求很高，只使用1块数据信息处理器会存在计算能力不足、一定时间内谐波次数检测较少的情况。由多个数据信息处理器分别进行dft计算、控制算法和逻辑判断能够更好的利用cpu资源，提高检测精度、增加一定时间的谐波检测次数、满足负载需求。而对于3块数据信息处理器之间的数据交互需要考虑采用什么样的通讯结构，如何保证数据的可靠、稳定和易于实现，同时3块dsp工作合理、高效。
基于上述问题，本申请公开了一种有源电力滤波器控制装置，具体见下面可选的实施例和附图所作的详细说明。
如图1所示，作为本申请的一实施例，公开了一种有源电力滤波器控制装置，所述有源电力滤波器控制装置10包括第一数据信息处理器11(digitalsignalprocessor，dsp)、第二数据信息处理器12(digitalsignalprocessor，dsp)、第三数据信息处理器13(digitalsignalprocessor，dsp)、复杂可编程逻辑器件14(complexprogrammablelogicdevice，cpld)、ad采样电路15和绝缘栅双极晶体管(insulate-gatebipolartran-sistor，igbt)控制模块16。
第二数据信息处理器12与所述第一数据信息处理器11电连接并通讯；第三数据信息处理器13分别与所述第一数据信息处理器11和第二数据信息处理器12电连接并通讯。复杂可编程逻辑器件14分别与所述第一数据信息处理器11、第二数据信息处理器12和第三数据信息处理器13电连接并通讯。ad采样电路15分别于与所述第一数据信息处理器11、第二数据信息处理器12和第三数据信息处理器13电连接并通讯。绝缘栅双极晶体管控制模块16与所述复杂可编程逻辑器件14电连接并通讯；
其中，所述第一数据信息处理器11接受电网电压信息和负载电流信息，所述第一数据信息处理器11、第二数据信息处理器12和第三数据信息处理器13分别从所述ad采样电路15获取ad信号；所述第一数据信息处理器11将所述电网电压信息和负载电流信息发送给第二数据信息处理器12和第三数据信息处理器13；所述第三数据信息处理器13将处理后的所述电网电压信息和负载电流信息发送给第一数据信息处理器11和第二数据信息处理器12；所述第二数据信息处理器12将处理后的绝缘栅双极晶体管控制信息发送给复杂可编程逻辑器件14，所述复杂可编程逻辑器件14芯片处理后输出到绝缘栅双极晶体管控制模块16进行控制和输出。
本申请采用复杂可编程逻辑器和三个数据信息处理器作为控制核心，利用常见元器件，并通过易于实现的连接方式，达到了对绝缘栅双极晶体管((insulate-gatebipolartransistor，igbt))的控制，从而对电网中的谐波进行滤除，保证配电系统数据的可靠、稳定和易于实现，同时3块数据信息处理器作用的划分更加合理、高效。本申请能够对100a以内的谐波电流进行检测、计算，反相抵消电网中的谐波电流，从而达到降低电网谐波含量的目的。
所述有源电力滤波器控制装置10还包括了光耦隔离的继电器模块17和rs485驱动模块18。所述继电器模块17用于控制有源电力滤波器控制装置10的启动、停止。所述rs485驱动模块18通过rs485接口与所述第一数据信息处理器11电连接并通讯，所述通过所述rs485驱动模块18接受电网电压信息和负载电流信息。
所述复杂可编程逻辑器件14通过i/o接口与所述第一数据信息处理器11、第二数据信息处理器12和第三数据信息处理器13电连接。所述第一数据信息处理器11、第二数据信息处理器12和第三数据信息处理器13两两之间通过串行外设接口(serialperiph-eralinterface，spi)电连接。
所述复杂可编程逻辑器件14通过多通道缓冲串行口(multi-channelbufferedserialport，mcbsp)与所述第一数据信息处理器11、第二数据信息处理器12和第三数据信息处理器13电连接。第一数据信息处理器11、第二数据信息处理器12和第三数据信息处理器13之间对于小量的数据，相互使用串行外设接口通讯连接，保证数据交互正常。若第一数据信息处理器11、第二数据信息处理器12和第三数据信息处理器13之间对于大量的数据，使用多通道缓冲串行口通讯，由第三数据信息处理器13通过复杂可编程逻辑器件14，发送给第一数据信息处理器11、第二数据信息处理器12。
所述第一数据信息处理器11、第二数据信息处理器12和第三数据信息处理器13使用ti系列芯片，型号为tms320x28069。所述复杂可编程逻辑器件14使用altera公司的芯片，型号为epm570f25615n。
以上内容是结合具体的可选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。
1.一种有源电力滤波器控制装置，其特征在于，包括：
第一数据信息处理器；
第二数据信息处理器，与所述第一数据信息处理器电连接并通讯；
第三数据信息处理器，分别与所述第一数据信息处理器和第二数据信息处理器电连接并通讯；
复杂可编程逻辑器件，分别与所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器电连接并通讯；
ad采样电路，分别于与所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器电连接并通讯；
绝缘栅双极晶体管控制模块，与所述复杂可编程逻辑器件电连接并通讯。
2.如权利要求1所述的一种有源电力滤波器控制装置，其特征在于，所述有源电力滤波器控制装置还包括光耦隔离的继电器模块，所述继电器模块用于控制有源电力滤波器控制装置的启动、停止。
3.如权利要求2所述的一种有源电力滤波器控制装置，其特征在于，所述有源电力滤波器控制装置还包括rs485驱动模块，所述rs485驱动模块通过rs485接口与所述第一数据信息处理器电连接并通讯；第一数据信息处理器通过所述rs485驱动模块接收电网电压信息和负载电流信息。
4.如权利要求1所述的一种有源电力滤波器控制装置，其特征在于，所述复杂可编程逻辑器件通过i/o接口与所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器电连接。
5.如权利要求4所述的一种有源电力滤波器控制装置，其特征在于，所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器两两之间通过串行外设接口电连接。
6.如权利要求1所述的一种有源电力滤波器控制装置，其特征在于，所述复杂可编程逻辑器件通过多通道缓冲串行口与所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器电连接。
7.如权利要求1所述的一种有源电力滤波器控制装置，其特征在于，所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器的型号为tms320x28069。
8.如权利要求7所述的一种有源电力滤波器控制装置，其特征在于，所述复杂可编程逻辑器件的型号为epm570f25615n。
9.如权利要求1所述的一种有源电力滤波器控制装置，其特征在于，所述第一数据信息处理器接受电网电压信息和负载电流信息，所述第一数据信息处理器、第二数据信息处理器和第三数据信息处理器分别从所述ad采样电路获取ad信号；
所述第一数据信息处理器用于将所述电网电压信息和负载电流信息发送给第二数据信息处理器和第三数据信息处理器；所述第三数据信息处理器用于将处理后的所述电网电压信息和负载电流信息发送给第一数据信息处理器和第二数据信息处理器；所述第二数据信息处理器用于将处理后的绝缘栅双极晶体管控制信息发送给复杂可编程逻辑器件，所述复杂可编程逻辑器件芯片用于将处理后的绝缘栅双极晶体管控制信息输出到绝缘栅双极晶体管控制模块进行控制和输出。
技术总结