[发明专利]基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种谐振抑制方法，尤其是一种基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法，属于电工类电力电子的技术领域。

背景技术

有源电力滤波器(Active PowerFilter，APF)作为一种先进的谐波治理装置，由于具有良好的动态性能以及不受电网参数影响等诸多优点，近年来被越来越多的应用于配电网谐波抑制与无功补偿等电能质量治理领域。特别地，在某些无功需求量较大的场合，为了降低APF的容量和造价，通常结合无功补偿电容器(Fixed Capacitor，FC)组成混合补偿装置(Hybrid active power filter，HAPF)，由FC补偿大部分无功功率，APF补偿谐波和剩余少量无功功率。然而，在一定的参数条件下，电网谐波电压或负载谐波电流会引起无功补偿电容器和电网阻抗之间的串联或并联谐振，造成谐波放大；并且，当APF检测电流包含电容电流时，系统通常处于不稳定状态。

为了抑制谐振，现有的典型方法包括如下两种：第一，通过在FC支路上串联电抗器来调节系统的谐振点，该方法只能消除某一个频率点上的谐振，当谐振激励源或电网参数发生变化时，就会产生新的谐振。第二，检测公共接入点(PCC)谐波电压，该方法等效为在电网侧并联一个谐波电阻来阻尼系统谐振，但实际工程中由于电网谐波电压含量较小及检测误差，并不能充分提取该谐波电压。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法，其操作方便，通过电容电流的反馈控制环节，增强系统阻尼，在实现对负载电流补偿的同时，有效抑制系统串联和并联谐振。

按照本发明提供的技术方案，一种基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法，所述HAPF谐振抑制方法包括如下步骤：

步骤1、获取负载电流i_CL，并将获取的负载电流i_CL传输至谐波电流检测环节；

步骤2、获取三相电网的电网电压u_g，对于获取的电网电压u_g，通过PLL锁相环获取所述电网电压u_g的同步信号θ_e，PLL锁相环将获取的同步信号θ_e传输至谐波电流检测环节；

步骤3、获取SAPF滤波器直流侧的电压值U_dc，将所述电压值U_dc与指令电压相比较，并经过PI电压控制器生成谐波指令电流的有功功率分量P_dc，PI电压控制器将生成谐波指令电流的有功功率分量P_dc传输至谐波电流检测环节；

步骤4、谐波电流检测环节根据负载电流i_CL、同步信号θ_e以及谐波指令电流的有功功率分量P_dc生成SAPF谐波补偿指令电流i^*；

步骤5、检测并获取SAPF滤波器输出的SAPF补偿电流i_f，在获取SAPF补偿电流i_f后确定SAPF补偿电流i_f与SAPF谐波补偿指令电流i^*的电流偏差值Δi，其中，所述电流偏差值Δi为

Δi＝i^*-i_f；

将得到的电流偏差值Δi输入至PI电流控制器，以使得PI电流控制器根据电流偏差值Δi生成调制波电压u₁，生成的调制波电压u₁为

其中，k_p、k_i分别为PI电流控制器的比例和积分常数；

步骤6、获取FC支路的FC电容电流i_c，FC电容电流i_c经过反馈比例调节器后，以得到反馈调节值-K_c×i_c；将反馈调节值-K_c×i_c与调制波电压u₁相叠加，以生成综合调制波电压u，所述综合调制波电压u为

u＝u₁-k_c×i_c；

步骤7、对综合调制波电压u采用空间矢量脉宽调制输出PWM触发脉冲，以通过PWM触发脉冲触发SAPF滤波器内的开关工作。

PI电压控制器生成的谐波指令电流的有功功率分量P_dc为