[发明专利]一种新型谐波负荷模型控制策略

说明书

本发明公开一种新型谐波负荷模型控制策略，其特征在于该策略基于实测数据和谐波发生机理的谐波负荷模型，在分析实测数据的基础上，将受控电流分解为基波与谐波分量分别控制。谐波电流采用基于电压前馈解耦的双闭环控制策略，保证运行过程中的功率平衡和稳定性；提出一种改进型的准 PR 双谐振控制方法对 dq0 轴谐波电流进行跟踪控制。该策略大大缩减谐波控制器的容量；基于Clark‑Park 变换的 dq0 电流检测方法，实时性高，物理意义清晰，计算量小；采用双闭环控制策略，保证了模型运行的功率平衡和稳定性；对谐波电流内环跟踪采用准 PR 双谐振控制方法，同时控制 2 个相邻奇次谐波，在保证控制精度的同时简化了控制器。

技术领域

本发明属于谐波负荷控制领域，尤其涉及一种基于实测数据和谐波发生机理新型谐波负荷模型控制策略。

背景技术

随着电力电子装置的广泛应用，电力电子非线性负载逐渐成为电网中最大的谐波源，这些非线性负载广泛而随机地分布，给电网造成了严重的谐波污染，电流畸变率甚至超过100%。因此需要建立合理的谐波负荷模型，以便于有效分析、评估和治理电力系统中的谐波问题。

电网中非线性负载种类繁多，负荷变化具有很强的随机性与波动性，无法精确地对每个负荷进行模拟，负荷建模仍然是当前的研究难点。目前已有诸多文献对谐波负荷建模进行研究，如基于统计、辨识的广义负荷模型、电流源模型、Norton模型、谐波耦合导纳矩阵模型、基于瞬时对称分量的负荷谐波模型等。总体来说，精度高的模型计算量大，适用范围窄；泛化性强的模型误差较大，无法适用于随机性很大的谐波电流；有的理论性太强，不利于实际应用。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供了一种新型谐波负荷模型控制策略，该策略基于实测数据和谐波发生机理的谐波负荷模型，在分析实测数据的基础上，将受控电流分解为基波与谐波分量分别控制。谐波电流采用基于电压前馈解耦的双闭环控制策略，保证运行过程中的功率平衡和稳定性；提出一种改进型的准PR双谐振控制方法对dq0轴谐波电流进行跟踪控制，能够同时控制2个相邻的奇次谐波，在满足控制精度的同时有效简化了控制器。

本发明采用的技术方案是，一种新型谐波负荷模型控制策略，包括谐波负荷模型、谐波电流控制策略、准PR双谐振控制器。

所述的谐波负荷模型，是基于实测数据和谐波发生机理的三相四线型谐波负荷模型，模型包括三相四桥臂PWM变流器和三相四线RLC电路2部分。

所述的谐波电流控制策略，采用基于同步坐标变换的双闭环直接控制结构，即电压外环和电流内环，电压外环采用PI控制，能够将PWM变流器直流侧电压稳定在一个恒定值；内环控制中电流指令的限幅可使PWM变流器工作于恒流状态，对半导体开关器件能起有效的保护作用。

所述的准PR双谐振控制器，PR控制器，即比例谐振控制器，由比例环节和谐振环节组成，可对正弦量实现无静差控制。本发明采用准PR双谐振控制器的目的在于：1）适当增大控制频率带宽，使系统可以合理容忍一定程度的频率偏移；2）减少控制器个数，简化系统。

本发明的有益效果是：本发明的新型谐波负荷模型控制策略，大大缩减谐波控制器的容量；基于Clark-Park变换的dq0电流检测方法，实时性高，物理意义清晰，计算量小；采用双闭环控制策略，保证了模型运行的功率平衡和稳定性；对谐波电流内环跟踪采用准PR双谐振控制方法，同时控制2个相邻奇次谐波，在保证控制精度的同时简化了控制器。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本发明电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明的新型谐波负荷模型控制策略，包括谐波负荷模型、谐波电流控制策略、准PR双谐振控制器。