[发明专利]一种有源电力滤波器锁相方法

说明书

本发明适用于电子电气技术，提供了一种有源电力滤波器锁相方法，该方法包括采集电网侧电流、变流器侧电感电流、变流器侧直流母线电压，并通过坐标变换环节分别转化为两相静止坐标系下电网侧电流分量、变流器侧电流分量、变流器侧电压分量；将变流器侧电压分量分别由补偿环节进行补偿后得到补偿电压分量，将补偿后的补偿电压分量由低通滤波器进行滤波得到滤波电压分量；根据滤波电压分量构造出变流器侧电压的虚拟磁链矢量，并将虚拟磁链矢量分别由惯性环节进行初值提取得到目标虚拟磁链矢量；根据目标虚拟磁链矢量，通过计算环节计算得到电网同步相位角度。本发明实现了无网侧电压传感器的电网同步相位角度估算，提高了系统可靠性。

技术领域

本发明属于电子电气技术领域，尤其涉及一种有源电力滤波器锁相方法。

背景技术

变频器、整流器等大量用电设备接入电网，不仅会消耗有功功率，也会产生较多的无功功率，同时也会将谐波引入电网，使得电网电能质量变差，降低配电变压器的供电效率，对于三相四线制电网而言，如果接入电网的三相负载不对称，会进一步引起配电变压器输出的三相电压不对称，不仅会增加线路的损耗，同样会影响到其它的用电设备。有源电力滤波器可以有效的对流入电网的无功以及谐波进行补偿，从而提高电能质量。有源电力滤波器在运行时需要检测电网三相电压的同步相位信息，用于对无功与谐波电流的提取。

现有获取电网同步相位的方式包括通过直接检测电网电压然后获取同步相位信息的方式、以及采用无电网电压传感器进行估算的方式实现对同步相位信息的确定，然而现有电压检测需要传感器以及采样电路来实现，使得增加了系统的成本以及复杂程度。因此在实际系统中采用无电网电压传感器估算的方式不仅可以达到降低成本的目的，在一些环境恶劣的应用场合如炼钢厂以及火力发电场也可以起到提高系统可靠性的效果。

理论上，通过变流器的发波信息以及线路上的压降就可以对电网电压进行估算，但是由于滤波电感的存在对线路降压的估算需要进行微分运算，然而微分运算容易引入高频分量，对噪声干扰敏感，实际应用中会导致系统可靠性降低。相比之下，通过估算电网电压的虚拟磁链具有较好的实用性，虚拟磁链是指对发波电压以及相关线路压降进行积分运算，通过积分运算避免了对采样信号进行微分从而避免了干扰信号对估算系统的影响。

然而，由于采样电路难免存在直流偏置，而对于纯积分运算来说，即使微量的偏置也会造成积分值不断累积从而导致系统发散，从而导致对电网同步相位信息的估算失效，使得对电网同步相位信息计算不准确；现有还有利用滑模观测器对虚拟磁链进行观测检验和修正，然而其依旧存在高频抖动问题，使得对电网同步相位信息计算不准确。

发明内容

本发明实施例提供一种有源电力滤波器锁相方法，旨在解决现有无电网电压传感器方式下电网同步相位信息计算不准确的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种有源电力滤波器锁相方法，所述方法包括：

采集电网侧电流、变流器侧电感电流、变流器侧直流母线电压，通过坐标变换环节分别将所述电网侧的三相电网侧电流和所述变流器侧的三相电感电流转化为两相静止坐标系下所述电网侧的电流分量和所述变流器侧的电流分量；

根据所述变流器侧直流母线电压及变流器三相发波信息得到变流器侧三相电压，并通过坐标变换环节将所述变流器侧三相电压转化为两相静止坐标系下所述变流器侧的电压分量；

将两相静止坐标系下所述变流器侧的电压分量分别由补偿环节进行补偿后得到补偿电压分量，并将补偿后的补偿电压分量由低通滤波器进行滤波得到滤波电压分量；

根据所述滤波电压分量构造出变流器侧电压的虚拟磁链矢量，并将所述虚拟磁链矢量分别由惯性环节进行初值提取得到目标虚拟磁链矢量；

根据所述目标虚拟磁链矢量、两相静止坐标系下所述电网侧的电流分量和所述变流器侧的电流分量、所述电网侧的滤波电感、及所述变流器侧的滤波电感，通过计算环节计算得到电网同步相位角度。