[发明专利]有源电力滤波器的指令电流提取方法及补偿电流生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力滤波领域，具体地，涉及一种用于有源电力滤波器的指令电流提取方法及补偿电流生成方法。

背景技术

随着现代工业的高速发展，大功率电力电子装置、电弧炉等非线性负载得到了广泛应用，同时也给电网带来了越来越严重的无功问题和谐波污染，使电网电压和电流波形发生畸变，电能质量下降并威胁电网的安全。目前谐波已成为电网的一大公害。

存在多种用于对电网谐波进行抑制的方法。无源滤波技术是谐波补偿的传统方法，即在谐波源附近加装若干单调谐及高通滤波支路以旁路谐波电流。无源电力滤波器(PPF)一般是由电容器、电抗器(常用空心的)和电阻器适当组合而成，起滤波作用还兼顾无功补偿的需要。该方法虽然具有结构简单、设备投资少、维护方便、运行费用较低等优点，但由于结构和原理上的原因，PPF存在一些难以克服的缺点。最大不足是其补偿特性易受电网阻抗和运行状态的影响，易和系统发生并联谐振，使滤波器过载甚至烧毁。此外，它只能补偿固定频率的谐波，补偿效果也不甚理想。

随着有源滤波器的提出和大功率可关断器件(GTR、GTO、IGBT、IGCT等)的制造技术不断进步，以及对非正弦条件下无功功率理论的深入研究，有源电力滤波器(APF)被更多的在实际中采用。

APF涉及的关键技术是指令电流的提取和补偿电流的产生。指令电流的提取方法有多种，如以快速傅里叶变换为基础的全数字频域滤波方法等等，但这些方法要么延迟较大、实时性差，要么补偿效果不是很好，都或多或少影响滤波器的性能。而现有的补偿电流生成方法中所产生的补偿电流的抑制环内扰动的能力通常不强，也会影响对补偿电流的控制精度。

发明内容

为了克服现有的指令电流提取方法和补偿电流生成方法中存在的缺陷，本发明提供了一种用于有源电力滤波器的指令电流提取方法及补偿电流生成方法。

本发明提供了一种用于有源电力滤波器的指令电流提取方法，该方法包括：从三相电网采集三相电压信号u_a、u_b、u_c和三相电流信号i_a、i_b、i_c；使用数字锁相环方法从u_a、u_b、u_c中的一者中提取正弦信号sinωt和余弦信号cosωt；利用sinωt和cosωt对三相电流信号i_a、i_b、i_c进行帕克变换，得到i_d、i_q、i_o；对i_d、i_q进行数字低通滤波处理，提取出直流分量利用sinωt和cosωt对0、i_o进行帕克逆变换，得到i_af、i_bf、i_cf；以及用i_a、i_b、i_c分别与i_af、i_bf、i_cf作差，得到指令电流i_ah、i_bh、i_ch。

优选地，按照以下公式进行帕克变换：