[发明专利]网侧基波有功正序电流前馈APF直流电压波动抑制方法

说明书

本发明涉及APF无谐波检测控制技术领域，具体为网侧基波有功正序电流前馈APF直流电压波动抑制方法。网侧基波有功正序电流前馈APF直流电压波动抑制方法包括4个步骤：步骤一，三相静止坐标变换环节的实现；步骤二，网侧电流前馈的滤波；步骤三，取网侧电流前馈信号的幅值；步骤四，网侧电流前馈信号加入到电压环中。本发明改善了APF直流电压动态响应特性，克服了传统无谐波检测法直流电压易受负载波动影响的缺点。

技术领域

本发明涉及APF无谐波检测控制技术领域，具体为网侧基波有功正序电流前馈APF直流电压波动抑制方法。

背景技术

有源电力滤波器(Active power filter，APF)是治理谐波、不平衡和无功等电能质量问题的关键设备，其抑制方法分为谐波检测法和无谐波检测法两大类，采用谐波检测法需要同时测量负载侧电流和APF电流，还需设计复杂的谐波检测环节，而滤波设计还须折中动态和稳态性能；无谐波检测法只需测量电源电流并可省去谐波检测环节，避免了谐波检测的误差和延时对补偿结果的影响，简化了补偿算法。但传统无谐波检测法的APF直流电压受负荷波动影响严重，稳定裕度小，特别是当负荷频繁波动时会导致APF交流输出波动，影响补偿效果。现有技术通过改变电压抑制器零极点提高电压环响应速度，但抑制器的增益必须在稳定性和跟踪速度之间折中。通过构造实时优化函数和稳定函数，对电压环PI参数采用滑模抑制和稳定区间判定，加快了电压波动恢复过程，但变化的抑制参数不利于工程实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：利用网侧基波正序有功电流前馈来提高无谐波检测法下APF直流电压的动态响应特性，从而抑制直流电压的波动，为简化该方案在静止坐标系下的实现，选用并设计了级联延迟信号对消(Cascaded Delayed Signal Cancellation，CDSC)滤波器来获取基波正序电流信号；由于稳态的网侧电流与电压相位相同，据此设计了有功逼近算法代替传统有功电流计算方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

网侧基波有功正序电流前馈APF直流电压波动抑制方法包括4个步骤：步骤一，三相静止坐标变换环节的实现；步骤二，网侧电流前馈的滤波；步骤三，取网侧电流前馈信号的幅值；步骤四，网侧电流前馈信号加入到电压环中；

步骤一，三相静止坐标变换环节的实现：

采样APF三相网侧电流i_sa、i_sb、i_sc，然后用克拉克Clark变换将三相网侧电流i_sa、i_sb、i_sc转换到两相静止坐标系下，得到两相静止坐标系下网侧电流i_sα、i_sβ，其中，克拉克Clark变换公式为i_sα和i_sβ为i_sa、i_sb、i_sc对应的在两相静止坐标系下网侧电流；

步骤二，网侧电流前馈的滤波：

将步骤一得到的两相静止坐标系下网侧电流i_sα和i_sβ通过级联延迟信号对消CDSC滤波器滤波后，得到相应网侧基波正序电流信号i_sα+、i_sβ+，CDSC滤波器滤波取DSC2～DSC6五级；

步骤三，取网侧电流前馈信号的幅值：

在无谐波检测法中，动态调节过程功率因数自动趋于1，利用无谐波检测的动态调节来逼近有功电流,故网侧电流前馈信号的幅值为i_sα+、i_sβ+的有效电流值I_sα+、I_sβ+的均方根，即网侧电流前馈信号的幅值

步骤四，网侧电流前馈信号加入到电压环中：