[发明专利]一种有源电力滤波器谐波选择与容量限制控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力滤波器的控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种有源电力滤波器谐波选择与容量限制控制方法。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置的不断出现和成熟，使柔性交流输电、高电压直流输电、微电网和智能电网等成为可能。电力电子装置的广泛应用也必将加重电网电能质量问题。因此，研发高性能有源电力滤波器，以满足谐波治理方面的需求具有重要意义。为了提高有源电力滤波器电网适应性，产品化APF一般都具备输出容量限制和选择性谐波补偿功能。

中国发明专利《一种指定次谐波补偿APF及其谐波检测和控制方法》（公开号：103401243A）公开了一种APF指定次谐波检测和控制方法，其类似于DFT算法谐波检测，需要一个基波周期积分，因此实时性不好。中国发明专利《有源电力滤波器选择性谐波补偿控制方法》（公开号：103427419A）公开了一种基于电流环控制器APF选择性谐波补偿控制方法，省去了传统的APF谐波检测环节，提高了算法效率，但是该方法不能同时实现APF输出电流限制，当负载谐波电流超过APF补偿能力时，APF会发生过载。专利《有源电力滤波器的变流器直流侧电压闭环控制方法和系统》是通过电压N倍频锁相环，以及N倍频选择变换矩阵Cn来提取N次谐波，算法复杂。华中科技大学魏学良等人在文献《三相三线并联型有源电力滤波器并联控制》（电力系统自动化，2007，31（1）：第707-4页）中介绍了一种基于容量限制按负载比例分配有源电力滤波器控制方法，采用计算指令电流有效值的方法限制单台有源电力滤波器输出，该方法不能同时实现选择性谐波补偿。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有源电力滤波器谐波选择与容量限制控制方法，能够在有源电力滤波器容量小于负载谐波需求情况下，限制有源电力滤波器总补偿容量，同时选择需要补偿谐波次数和设置各次谐波最大补偿容量，从而防止有源电力滤波器过载运行。

为实现上述发明目的，本发明有源电力滤波器的谐波选择与容量限制控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）、采集三相负载电流i_Lx,x＝a,b,c表示负载电流的三相，获取负载电流n次谐波信号i_Lnx，n＝1,2,…M,M表示谐波最高次数；

（2）、根据负载电流n次谐波信号i_Lnx，计算有源电力滤波器n次谐波电流指令i_refnx；

（3）、根据n次谐波电流指令i_refnx，计算有源电力滤波器谐波电流指令i_refhx；

（4）、采集电网电压u_gx、有源电力滤波器的输入电流i_cx和直流侧电压u_dc；

（5）、构造调制信号：

（5.1）、将所述的有源电力滤波器谐波电流指令i_refhx依次经Clarke变换、Park变换得到谐波电流指令dq分量；

（5.2）、将所述的电网电压u_gx和有源电力滤波器的输入电流i_cx依次进行Clarke变换和Park变换得到电网电压dq分量和输出电流dq分量；

（5.3）、将直流侧电压指令u_dcref与有源电力滤波器的直流侧电压u_dc相减得到直流侧误差信号，再将直流侧误差信号经电压PI控制器调节得到的输出量与谐波电流指令q轴分量相加得到电流指令q轴分量；同时将谐波电流指令d轴分量直接作为电流指令d轴分量；

（5.4）、将电流指令dq分量与输出电流dq分量对应相减的到电流误差dq分量，使所述的电流误差dq分量分别经dq轴电流控制调节得到的输出量与电网电压dq分量相加得到电压指令dq分量；

（5.5）、使电压指令dq分量依次经Park反变换和Clarke反变换得到调制信号；

（6）将所述的调制信号与给定的三角载波信号进行比较，生成有源电力滤波器中开关管控制信号，所述开关管控制信号控制有源电力滤波器输出PWM电压，使有源电力滤波器输出PWM电压经过T型滤波器后，得到有源电力滤波器实际输出电流准确跟踪指令电流。

其中，所述的步骤（1）中，获取负载电流n次谐波信号i_Lnx方法为：