[发明专利]电网存在背景谐波电压时消除混合有源滤波器谐振的方法

说明书

本发明公开了一种电网存在背景谐波电压时消除混合有源滤波器谐振的方法，提取并网点交流电网电压作为锁相环参考相位信号，将输出电流作闭环电流控制，采集并将电压直流侧电容电压作直流电压环控制；采用滑动傅里叶变换提取负载电流的谐波部分作谐波电流参考，同时作为输出电流控制环路的目标参考电压；通过FFT分析确定需要消除的背景谐波电压的频率，将所述的并网点交流电网电压采用滑动傅里叶变换提取对应频率谐波电压，加到输出电流控制环路输出上做前馈控制。与现有技术相比，本发明能在谐波补偿的同时抑制电网背景谐波和系统其他干扰源引发的谐振，算法简单，显著提升混合有源滤波并网适应复杂工况的能力。

技术领域

本发明涉及电力电子设备技术领域，尤其涉及一种电网存在背景谐波电压时消除混合有源滤波器谐振的方法。

背景技术

现代电力设备大部分都采用电力电子装备，新能源分布式发电和直流负载的普及大大提高了电力电子设备在一般电网负荷中的占比。由于这些特殊负载或发电单元通常都存在严重的谐波问题，新加大功率电力电子设备容易导致弱电网下发生系统谐振。因而一般较大功率的电力电子设备都要求加有源或无源滤波进行电能质量治理。但新增的电能质量治理设备也是引入了额外的电力电子装备，降低系统惯量的同时降低了系统对背景谐波电压的耐受力。随着电力电子装备在电网的渗透率大幅增加，电能质量治理设备需求扩大，治理容量要求范围不断扩大。

混合有源滤波器有设备成本低，使用开关频率范围广等优点，是未来电能质量治理的主要发展方向。传统的控制方法只注重谐波电流的治理，没有考虑在电网存在背景谐波电压的恶劣工况下容易引发系统谐振的问题，限制其推广应用。行业内通常采用结合有源滤波和无源滤波的混合系统，但混合系统容易引发宽频振荡等问题。同时，大量电力电子装备串/并联系统的接入会引起装备间谐振和与电网谐振。现有技术中采用了基于虚拟阻抗的电阻型有源滤波器。但这种滤波器采用谐波并联小阻尼电阻的方法，降低了系统的总等效阻尼或惯量，进而削弱系统抵抗背景谐波电压的能力，降低了系统的可靠性。

鉴于此，有必要提出一种新的方案以满足实际的需要。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种电网存在背景谐波电压时消除混合有源滤波器谐振的方法，本发明能在谐波补偿的同时抑制电网背景谐波和系统其他干扰源引发的谐振，算法简单，显著提升混合有源滤波并网适应复杂工况的能力。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电网存在背景谐波电压时消除混合有源滤波器谐振的控制方法，通过采用宽频带多重谐振控制器的输出电流闭环来实现谐波补偿，降低电网谐波电流。采用前馈并网节点电压谐波分量来降低谐波电压产生的电网谐波电流。具体包括以下步骤：

步骤1，提取并网点交流电网电压作为锁相环参考相位信号，将输出电流作闭环电流控制，采集并将电压直流侧电容电压作直流电压环控制；

步骤2，采用滑动傅里叶变换提取负载电流的谐波部分作谐波电流参考，同时作为输出电流控制环路的目标参考电压；

步骤3，通过FFT分析确定需要消除的背景谐波电压的频率，将所述的并网点交流电网电压采用滑动傅里叶变换提取对应频率谐波电压，加到输出电流控制环路输出上做前馈控制。

作为对本发明中所述的电网存在背景谐波电压时消除混合有源滤波器谐振的控制方法的改进，所述步骤1包括：

(a)采集所述并网接入点交流电网电压和混合有源滤波器输出电流，并分别转换为α-β坐标系下的信号；

(b)采集所述电压直流侧电容电压；

(c)将输出电流做闭环电流控制，将电压直流侧电容电压作直流电压环控制，两个环路均为负反馈控制；