（身份证号；4600281982****4018，广西南宁 530000）
摘要：电力系统其自身的无功功率动态补偿主要是针对系统参数去进行的一种准确的测量。可是，因为运算速度以及运算精度上的制约，以往使用的单片机无法去对电力系统其自身的精度以及实时性要求给予满足。本文对于一种针对定点数字信号处理器（DSP）TMS320LF2407A的新型静止的无功发生器控制器进行研究，目的是对传统微控制器其自身计算存在的速度慢和精度较低的缺点进行改善。并且，为了提升器件其自身的功能，设计并且制造了一个相对完善的控制电路和其外围的硬件电路，其中主要有采样电路和保护电路以及通信电路。另外，还非常细致的对控制器软件具体的设计方案进行设计。
关键词：无功补偿;静止无功发生器(SVG);数字信号处理器;微控制器
电源系统其一般都是因为存在比价殴打的感性负载而使其出现比价殴打的感应无功功率，同时其自身的电能质量也有所降低，同时功率的因数相对较低。为了能够使得电能质量以及功率因数得到提升，同时使得保持电力系统能够保持安全稳定运行的状态，一般需要在低压侧安装无功功率的补偿装置。以往的低压无功补偿装置其自身的主控制器一般都是使用8位或者是16位单片机将其当成主控制器。通过对低压电网的电压以及电流参数进行残疾，使得电网自身的无功功率因数能够的的计算，然后按照与其相对的控制策略去对电网自身的无功补偿需要给予实现。因为硬件资源以及速度上的制约，这些传统单片机其自身的采样精度并不是很高。并且每周波进行的采样点也比较小，所以只可以去对计算量小的算法进行选择。但是这种方式却对测量自身的准确性有所制约，不能够对其进行实现。电网实时动态无功的补偿。在新的静态无功发生器（SVG）里，控制器已经成为了其中的重点组件。它通过对控制驱动开关设备进行生成和控制使其能够去形成SVG控制任务的脉冲去对SVG的多种任务进行控制。SVG控制器其自身一定要拥有快速的控制行为，从而实现控制精度的快速和保护。所以，SVG的控制器自身的功能需要保持强大，并且其自身的结构需要保持良好，这有这有才可以与多种复杂的算法保持一致，同时还能够快速的去完成高精度的计算。
1 主控制器的设计与实现
控制器硬件控制器选择单CPU结构。控制系统主要是分成两部分构成：信号调理板以及控制板。信号调理板处置电压，电流以及相位信号到控制板。在控制板上，TMS320LF2407A主要是完成数据的采集和对于数据进行及时的处理并且完成数据的显示，使其能够和主机的通信与IGBT进行有效的控制。
TMS320LF2407A实时处理A / D采集到的相关数据，并且使其能够被发送至LCD去对多种功率参数进行显示，并按照采样数据判对是不是需要发送控制命令进行控制。通过按下按钮，操作员就能够去对无功阈值延迟和过压阈值以及欠电流阈值等去进行确认。LCD能够去对功率因数和电压以及电流，还有谐波电压以及谐波电流和有功功率以及无功功率给予显示。所以，本文主要是针对北京兴格公司进行生产和开发出来的精密电压传感器SPT304以及精密电流传感器SCT2601去进行分析。
SPT304自身属于一款电压输出型的精密电压传感器，其自身的额定输入电压是在380 V，额定的输出则为1.25 V，其自身的线性范围是0到450 V，最大的输入电压则在570 V，其自身的精度为0.22％（ - 40°〜+ 75°），相移为5°。 SCT2601可以说是一种电流输出型的精密电流互感器，其自身的额定输入是在600 A，额定的输出则为100 mA，线性的范围为是0到720 A，非线性度为≤0.1％，相移为0.5°。建议变压器其自身的次级电路为电流/电压转换电路。
（1）存储电路设计
因为系统其自身需要对大量的历史数据进行储存，所以只有整个点数据自身的容量保持在90千字节，所以其应该有很多大容量能够对数据进行存储的储存区，所以使用ATMEL开发的串行FLASH芯片AT45DB021B。
AT45DB021B可以说属于一款拥有264千字节存储容量串行的一种FLASH芯片。芯片自身的控制线比较的简单，其自身一共有四个，分别是：芯片选通信号（CS）和串行输入信号（SI）以及串行输出信号（SO）还有串行时钟的信号（SCK）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，芯片其自身的运行主要是通过一定的时序去给予保证的，同时其自身也有着非常强大的抗干扰性和硬件WP保护，因此能够非常可靠的去对数据给予保护。
（2）串行时钟芯片PCF8583
因为无功补偿控制器其需要有历史记录，所以系统里一定要设置时钟参考，也就是时钟芯片。这一系统运用有着I2C总线接口的日历的时钟芯片PCF8583。
因为TMS320LF2407A芯片其自身缺少专用的I2C定时引脚，所以软件主要的作用就是去对I2C总线的时序进模拟，同时其自身还能够对I2C总线接口的日历时钟芯片PCF8583和DSP芯片TMS320LF2407A的接口电路和其自身的应用给予保证。另一个设计点则是电池自身的充电以及放电问题。因为DSP主要是通过3.3 V去完成供电，所以电池其自身的电压是在3.6 V.所以，有必要去对电源仅在电源故障的时刻能够给PCF8583进行供电的问题给予处置。同时PCF8583其自身并未断电。所以可以快速的处置出现的相关问题。
（3）外部看门狗电路
在单片微计算机里，因为外部造成的干扰或者是硬件设备存在的故障，市场会出现程序失控的问题。为了对于这一问题给予快速的处置，看门狗（WATCH DOG）经常被用在单片的微型计算机。 TMS320LF2407A其自身拥有看门狗定时器（WDT）的功能，为了能够使得系统在强干扰下还能够保持稳定的运行，系统专门设置了一个外部看门的狗电路。在系统进行工作的时候，假如内部以及外部看门狗电路能够共同的进行工作，那么其自身能够令系统更容易去对突发干扰引起的死机问题给予处置，同时还能够防止内部看门狗电路不能够保持合理稳定工作的情况CPU崩溃之后使用选择MAX823当成是这一控制器里的外部看门狗电路。
（4）通信接口电路
针对TMS320LF2407A的CAN控制器，其自身需要对于多个CAN节点彼此之间进行的多点通信给予实现，就一定要使得CAN控制器自身的驱动能力得到提升。这一设计主要是通过对于CAN控制器驱动芯片PCA 82C250T去进行添加从而将其实现。它能够对于总线的差分传输能力进行区分使得总线和CAN控制器之间的差分能够被接受。并且针对同一网络里的其他节点，一定要去对PCA 82C250T接口芯片进行添加，使得当前整个网络所进行的发送以及接收功能保持稳定的运行。
2 控制系统软件设计
系统软件和C语言以及汇编语言去共同的进行混合使用。主程序主要是运用C语言去对其自身的可读性给予提升，子程序主要是运用相关的汇编语言去对运算的效率给予提升。软件用处还涉及到了以下的子程序模块分别是：系统保护模块和过零检测模块以及数字滤波模块，还有DQ转换模块以及低通滤波模块和DQ逆变换模块以及脉冲发生模块。
另外，系统还涉及到了以下中断子程序：CAP过零中断和定时器T1下溢中断，CAN通信中断以及定时器T2周期中断，分别去进行过零标志的设置以及周期的控制使其能够与主机通信以及A / D进行融合共同的进行工作。
结论：数字信号处置器芯片TMS320LF2407A其自身具备了非常强大的数字处理功能和计算以及处置功能。本文设计的新型低压静止无功发生器控制器就是充分对于TMS320LF2407A其自身的特点进行分析，同时使得处理速度以及精度得到了有效的保证，并且还能够去对多种复杂算法给予实现，同时其自身还能够融合高精度的ADC模块，令其采集到的数据更加的准确无误。 并且保持较好的实时性。所以，使用DSP芯片TMS320LF2407A将其能个座位主处理器的控制器就能够比较好的去对实时性以及准确性上的要求得到满足。
参考文献：
[1]耿庆锋,陈圣俭. TMS320F2812原理与开发[M].北京:电子工业出版社,2015
[2]王兆安,杨君,刘进军. 谐波抑制和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社,2015
[3]杨晓萍,孙晓娟. 新型静止无功发生器的控制方法研究[J].电机电器技术,2014,1:36-39
论文作者:程海明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/21
标签：控制器论文; 芯片论文; 电路论文; 电压论文; 系统论文; 主要是论文; 模块论文; 《电力设备》2018年第25期论文;