[发明专利]基于互联网直流侧电压自适应调节APF电流预测控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电流预测技术领域，尤其涉及一种基于互联网直流侧电压自适应调节APF电流预测控制方法。

背景技术

非线性负载产生的谐波或无功电流会使电网的电能质量下降，影响社会生产生活，造成经济损失。在谐波或无功电流成分复杂且时变的情况下，传统LC无源滤波器越来越不能满足电力系统对电能质量的要求。有源电力滤波器(ActivePowerFilter，APF)有效克服了传统方法的缺点，成为了补偿谐波或无功电流的重要方式，其通过向电网注入与待补偿电流方向相反的补偿电流，使电源只输出基波电流或基波有功电流，达到动态补偿的目的，能对频率和幅值都变化的待补偿电流进行补偿，且补偿性能不受电网阻抗的影响。APF传统控制方法采用PI调节器将直流侧电压控制为恒定值，这种控制方法无法根据电网电压波动和负载变化对直流侧电压进行动态调节，在电网电压偏低或待补偿电流幅值较低时补偿电流纹波相对较大且存在不必要的开关损耗，电网电压偏高或待补偿电流幅值较高时APF输出性能可能出现不足。

综上所述，现有技术存在的问题是：AP传统控制方法无法对直流侧电压进行动态调节，导致电力系统工况变化时APF补偿性能下降。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于互联网直流侧电压自适应调节APF电流预测控制方法。

本发明是这样实现的，一种基于互联网直流侧电压自适应调节APF电流预测控制方法，所述基于互联网直流侧电压自适应调节APF电流预测控制方法包括以下步骤：

步骤一，设APF三相桥臂的开关状态函数分别为Sa、Sb、Sc，三相桥臂的上桥臂开关器件开通以1表示，下桥臂开关器件开通以0表示，两电平APF共可产生8种开关状态，对开关状态进行αβ变换表示为矢量形式Sn，n＝0～7，由8种开关状态得到APF可输出的8个电压矢量vn，n＝0～7；

步骤二，由三相待补偿电流iha、ihb、ihc得待补偿电流矢量ih，由三相电网电压ea、eb、ec得电网电压矢量e，由APF输出的三相补偿电流ica、icb、icc得补偿电流矢量ic；

步骤三，根据电网电压矢量e以及待补偿电流矢量ih，计算每个采样周期内APF需要的直流侧电压并提取在一个工频周期内的幅值，得到直流侧电压参考值然后将直流侧电压实际值Vdc与直流侧电压参考值之间的误差经比例放大后乘以电网电压矢量e，再与待补偿电流矢量ih叠加，作为补偿电流参考值i*；

步骤四，根据电网电压矢量e、补偿电流矢量ic以及直流侧电压实际值Vdc，计算8个开关状态Sn分别作用下APF可输出的补偿电流预测值；

步骤五，根据价值函数，在8个开关状态Sn中，选择使补偿电流预测值与补偿电流参考值i*最接近的开关状态，控制APF向电网注入补偿电流，使电源只输出基波电流或基波有功电流，实现动态补偿；

步骤六，动态补偿的电流信号通过信号线连接服务器，服务器通过互联网将信号传送至电网监控终端，实现实时监控；

所述服务器对接收到的时频重叠MPSK信号能量算子取绝对值并作FFT得到能量算子谱的实施按以下进行：

时频重叠MPSK的信号模型表示为：

其中，N为时频重叠信号的信号分量个数，n(t)是加性高斯白噪声，s_i(t)为时频重叠信号的信号分量，式中A_i表示信号分量的幅度，a_n表示信号分量的第n个符号，p(t)表示成型滤波函数，T_bi表示信号分量的码元周期，w_ci表示信号分量的载波频率；

对时频重叠MPSK信号的能量算子取绝对值：

z(n)＝|x(n)²-x(n-1)x(n+1)|；

其中，x(n)表示接收到的时频重叠MPSK信号的第n个取样点；

对z(n)做FFT，得到时频重叠信号的能量算子谱S(f)：

S(f)＝FFT(z(n))；

所述电网监控终端对根据电流轨迹空间密度将电流轨迹划分成若干电流轨迹段；通过计算各电流轨迹段在空间、时间、速度和方向上的距离来判断电流轨迹段间的相似度；将第一次聚类结果中的非显著簇有条件地并入邻近的显著簇，以体现出具备全局重要性的路径分布形态；

具体步骤为：

步骤一，概念和定义