[发明专利]三相并联有源电力滤波器的空间矢量脉宽调制控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及并联有源电力滤波器（SAPF）电流跟踪技术领域，尤其涉及三相并联有源电力滤波器的空间矢量脉宽调制控制方法。

背景技术

随着电力电子技术的迅速发展，电力电子装置越来越多的用于工业和人们的日常生活中，它在给人们带来利益和方便的同时，也给电网带来了越来越严重的谐波污染问题。而电力系统谐波含量是衡量电能质量的一项重要指标，所以针对如何解决这个日益突出的问题，越来越多的学者对此做出了研究，而并联有源电力滤波器是谐波补偿中越来越被重视的一种电力设备，其相关控制方法的研究则是其中的核心问题。

在并联有源电力滤波器对谐波补偿问题中，为了实时跟踪谐波电流的变化，达到预期的补偿效果，并联有源电力滤波器通常采用三角波比较法和滞环比较法。但三角波比较法输出的波形含有与三角波相同频率的谐波，而且高频三角波将使逆变器始终以高频状态工作，从而产生较大的开关损耗，在大功率应用中受到限制；滞环比较法开关频率变化较大，容易引起脉冲电流和开关噪声。并联有源电力滤波器的补偿性能除了依赖这些电流跟踪法外，还与PWM调制方法有关。

APF的稳定性对其工程应用十分重要，国内外学者提出了很多APF控制方法，但关于其稳定性的研究并不多。目前，主要的研究有：根据空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制的APF闭环传递函数分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)部分的稳定性，其计算量大，证明过程复杂。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种三相并联有源电力滤波器的空间矢量脉宽调制控制方法，即把并联有源电力滤波器电流参考指令和空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电压参考指令相结合，给出了一种适用于三相配电系统中并联有源电力滤波器的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法，实际仿真及实验结果都验证了此方法的有效性和实时性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种三相并联有源电力滤波器的空间矢量脉宽调制控制方法，包括以下步骤：

步骤一：根据基于瞬时无功理论的i_p-i_q谐波检测方法检测出谐波电流-指令电流i_ca^*，i_cb^*，i_cc^*，然后进行极坐标变换求出i_cα^*，i_cβ^*。

步骤二：根据三相并联有源电力滤波器的参考指令i_cα^*，i_cβ^*和空间矢量脉宽调制的参考输入u_α，u_β的内在关系，求出u_α，u_β。

步骤三：根据参考电压输入u_α，u_β，求出参考电压矢量所在区间位置，然后利用所在扇区的相邻两电压矢量和适当的零矢量来合成参考电压矢量，控制相应的功率开关动作。

步骤四：基于空间矢量脉宽调制的三相并联有源电力滤波器的稳定性分析。

所述步骤二的具体步骤为：

(1)证明u_aN，u_bN，u_cN为a-b-c坐标系下空间矢量脉宽调制的参考输入，u_α，u_β为α-β坐标系下空间矢量脉宽调制的参考输入。

(2)找到三相并联有源电力滤波器的参考指令i_cα^*，i_cβ^*和空间矢量脉宽调制的参考输入u_α，u_β的内在关系。

所述步骤(1)的具体步骤：

①针对变流器，引入开关系数S_k，k＝a,b,c

②根据基尔霍夫电压定理得：