[发明专利]一种适用于有源电力滤波器选择性谐波补偿的电流控制算法

权利要求书

1.一种适用于有源电力滤波器选择性谐波补偿的电流控制算法，包括以下步骤：

有源电力滤波器主功率电路(102)并联连接在电网(101)和非线性负载(103)之间；有源电力滤波器对非线性负载产生的谐波电流进行集中统一补偿；有源电力滤波器包含主功率电路和其控制部分；有源电力滤波器的主功率电路由直流侧电容、四开关管和其并联二极管组成的全桥逆变器、一个输出滤波电感；

有源电力滤波器控制部分分为网侧电流控制外环(201)、有源电力滤波器电流控制内环(202)、直流侧电压控制环(203)，和SPWM高频载波调制(204)等四个部分；所述网侧电流控制外环(201)生成有源电力滤波器的谐波电流基准所述直流侧电压控制环(203)生成直流侧电流基准所述电流控制内环(202)依据谐波电流基准和直流侧电流基准进行闭环控制；SPWM调制部分(204)依据有源电力滤波器的电流内环调节器输出信号产生主功率电路四个开关管的高频开关信号；采取选择性谐波电流控制算法进行网侧谐波电流闭环控制，该控制算法可以有效提升有源电力滤波器的稳态补偿精度和控制鲁棒性；

所述的选择性谐波补偿的电流控制算法，其特征在于，由第k1，k2，…，kn(k1，k2，…，kn为正整数)次谐波的电流控制单元(300-k1，300-k2，…，300-kn)，以及校正函数(301)组成；第k1，k2，…，kn次谐波的电流控制单元(300-k1，300-k2，…，300-kn)具有一致的控制结构；第k1次谐波的电流控制单元由谐波提取部分(k1-301)、正反馈数字延时部分(k1-302)、前向增益部分(k1-303)三大部分组成；谐波提取部分(k1-301)的信号输出(e_xk1)同时连接至前向增益部分(k1-303)的输入和正反馈数字延时部分(k1-302)的输入；所述第k1，k2，…，kn次谐波的电流控制单元(300-k1，300-k2，…，300-kn)的正反馈数字延时部分的信号输出(e_yk1，e_yk2，…，e_ykn)以及网侧电流误差信号(e_s)的求和作为各次谐波的电流控制单元的谐波提取部分的信号输入(e_t)；所述各次谐波单元的前向增益部分的信号输出(e_xk1，e_xk2…，e_xkn)求和作为校正函数(301)的信号输入，所述校正函数的信号输出作为有源电力滤波器的网侧电流控制环路的谐波电流基准信号输出具体步骤如下：

1)步骤1，采用电流传感器检测有源电力滤波器的网侧电流i_s，设定网侧谐波电流的控制基准(该基准通常为零)，计算网侧电流误差信号

2)步骤2，将步骤1中的网侧电流误差信号(e_s)和第k1，k2，…，kn次谐波的电流控制单元的正反馈数字延时部分的输出信号(e_yk1，e_yk2，…，e_ykn)进行求和运算(e_t＝e_s+e_yk1+e_yk1+…+e_ykn)；所求得的信号(e_t)作为各次谐波控制单元的谐波提取部分的信号输入；

3)步骤3，从控制信号e_t中依据式I所示的带相位补偿的迭代DFT算法进行谐波提取，分别提取第k1，k2，…，kn次谐波分量(e_xk1，e_xk2，…，e_xkn)；所述式I中的N是采样频率和电网基波频率的比值；ω₀是采样周期与电网基波角速度的乘积；k取值为k1，k2，…，kn；n_k1，n_k2，…，n_kn表示相位补偿的拍数；

4)步骤4，将步骤3所述的谐波提取部分的输出信号(e_xk1，e_xk2，…，e_xkn)，作为各个谐波控制单元的正反馈数字延时部分的输入信号，分别经过n_k1，n_k2，…，n_kn个拍数的数字延时获得各个谐波控制单元的正反馈输出信号(e_yk1，e_yk2，…，e_ykn)；

5)步骤5，将步骤3所述的各个谐波控制单元的谐波提取部分的输出信号(e_xk1，e_xk2，…，e_xkn)分别和增益调整系数μ_k1，μ_k2，…，μ_kn做乘积并求和，以获取电流控制信号(i_t，i_t＝e_xk1×μ_k1+e_xk2×μ_k2+…+e_xkn×μ_kn)；

6)步骤6，将步骤5所述的电流控制信号(i_t)作为校正函数的输入信号，求取有源电力滤波器电流控制内环的电流基准信号