[发明专利]基于斐波那契法的虚拟谐波电阻式有源滤波器控制方法

说明书

本发明提供了基于斐波那契法的虚拟谐波电阻式有源滤波器控制方法，具体包括如下步骤：步骤(1)、对电力有源滤波器APF进行数学建模；步骤(2)、计算得到并网点的h次谐波电压函数；步骤(3)、计算得到h次谐波功率和h次谐波电阻的最佳阻值函数；步骤(4)、利用斐波那契法求解寻找各次虚拟谐波电阻的最佳阻值；步骤(5)、提取并网点的各次谐波电压，并且利用搜索到的虚拟谐波电阻生成参考电流；步骤(6)、直流电压控制外环生成参考电流，与步骤(5)生成的参考电流叠加；步骤(7)、利用得到的总的参考电流进行电流内环控制，生成三相逆变器的驱动信号。

技术领域

本发明属于有源滤波器的控制领域，具体涉及基于斐波那契法的虚拟谐波电阻式有源滤波器控制方法。所述的有源滤波器的“虚拟谐波电阻”是通过控制逆变器输出的谐波电流，等效成虚拟谐波电阻，从而从电网吸收谐波功率，所述的斐波那契法用于搜索最优“虚拟谐波电阻”值，使其等于电网的等效阻抗的模值，从而让逆变器最大程度地从电网吸收谐波功率。

背景技术

传统的电力有源滤波器(Active Power Filter,APF)，存在需安装在负载附近，补偿对象固定单一等诸多缺点，因此，本发明提出一种APF的“虚拟谐波电阻”控制策略，只需检测并网点各次谐波电压，控制逆变器的各次输出电流，就能达到从电网吸收谐波功率的目的。在确定“虚拟谐波电阻”值时，如果采用较小的值，就可较大程度地降低并网点电压的畸变率，当“虚拟谐波电阻”值为零时，并网点电压的畸变率下降为零，但此时从电网吸收的谐波功率为零，并且，考虑到逆变器的容量有限以及系统的稳定性问题，一味地降低“虚拟谐波电阻”值并不是最优的策略。因此，本发明基于斐波那契法，提出一种新的有源电力滤波器谐波治理策略——虚拟谐波电阻算法，该策略根据并网点各次谐波电压及APF输出的各次谐波电流，计算APF吸收的各次谐波功率，并采用斐波那契法，在线实时地调节各次谐波电阻，使APF吸收的各次谐波功率均达到最大，此时对应的各次谐波电阻值，本发明称为“最佳阻值”。

采用“虚拟谐波电阻”控制的APF，需同时采样并网点电压和输出电流，并利用FFT算法提取电压电流的各次谐波，然后分别计算各相所吸收的各次谐波功率，并对三相同次谐波功率求平均值，作为APF吸收的第h次谐波功率P_h，基于斐波那契法，根据P_h对各次电导值K_h进行实时地调节。采用“虚拟谐波电阻”控制的APF在运行过程中，不要求像传统APF那样对负荷电流快速的响应，而且电力系统对于每一次K_h的变化需要一定的响应时间，因此，各次谐波功率计算环节和各次导纳调节环节可按设定的时间间隔进行，在各次谐波功率更新之前，Kh保留原来的值不变。

发明内容

本发明提供一种基于斐波那契法的虚拟谐波电阻式有源滤波器控制方法。基于斐波那契法，在线实时地调节各次谐波的“虚拟电阻”值，使其达到各次谐波的最佳阻值，从而从电网最大程度地吸收谐波功率。

本发明具体为基于斐波那契法的虚拟谐波电阻式有源滤波器控制方法，所述有源滤波器控制方法具体包括如下步骤：

步骤(1)、对电力有源滤波器APF进行数学建模；

步骤(2)、计算得到并网点的h次谐波电压函数；

步骤(3)、计算得到h次谐波功率和h次谐波电阻的最佳阻值函数；

步骤(4)、利用斐波那契法求解寻找各次虚拟谐波电阻的最佳阻值；

步骤(5)、提取并网点的各次谐波电压，并且利用搜索到的虚拟谐波电阻生成参考电流；

步骤(6)、直流电压控制外环生成参考电流，与步骤(5)生成的参考电流叠加；

步骤(7)、利用得到的总的参考电流进行电流内环控制，生成三相逆变器的驱动信号。

进一步的，所述步骤(1)中的对电力有源滤波器APF进行数学建模具体为：