[发明专利]一种谐波和无功功率动态补偿APF-TCR联合运行系统控制的方法

摘要

本发明公开了一种谐波和无功功率动态补偿APF‑TCR联合运行系统控制的方法，涉及电能质量治理领域，APF‑TCR联合运行系统由并联型APF和TCR串联构成，联合运行系统并联接入电网，并联型APF由三相全桥、交流侧滤波电感和直流侧储能电容构成；TCR由一个双向晶闸管控制的可调电抗器并联无功补偿电容构成；联合运行系统的控制方法包括APF控制方法和可变电感非线性控制，TCR提供了宽范围的无功功率且承担了大部分PCC电压与APF之间的基波电压差，因此APF的电压应力大大降低。另一方面，APF可以弥补TCR的不足，诸如电流冲击、谐振、晶闸管开通和关断或触发角失调引起的噪声和谐波补偿容量不足等问题。

主权项

1.一种谐波和无功功率动态补偿APF‑TCR联合运行系统控制的方法，其特征在于：APF‑TCR联合运行系统由并联型APF和TCR串联构成，联合运行系统并联接入电网，并联型APF由三相全桥、交流侧滤波电感和直流侧储能电容构成；TCR由一个双向晶闸管控制的可调电抗器并联无功补偿电容构成；联合运行系统的控制方法包括APF控制方法和可变电感非线性控制，其控制方法如下：(1)APF控制方法，具体包括如下步骤：①采集三相负载电流i_La、i_Lb、i_Lc经过PARK变换，得到同步旋转坐标下负载电流i_Ld、i_Lq；②同步旋转坐标下负载电流i_Ld、i_Lq经过低通滤波器LPF滤除直流分量，得到参考电流i_d^*、i_q^*；③参考电流i_d^*、i_q^*与实际补偿电流i_cd、i_cq做差，得到参考电流与补偿电流误差Δi_d、Δi_q；④Δi_d、Δi_q经过电流控制器G_i(s)得到逆变器输出电压u_d、u_q，G_i(s)公式如下：⑤u_d、u_q经过以下公式，计算得到dq轴占空比d_nd、d_nq；⑥d_nd、d_nq经过PARK反变换，得到abc三相开关管的占空比，得到控制开关管的PWM信号；(2)可变电感非线性控制，具体包括如下步骤：①采集三相负载电流i_La、i_Lb、i_Lc经过PARK变换，得到同步旋转坐标下负载电流i_Lq，三相可变电抗电流i_Ta、i_Tb、i_Tc经过PARK变换，得到同步旋转坐标下负载电流i_Tq，将二者做差，再经过PI控制器得到u_qT；②将u_qT带入以下公式得到L_T(α)：③其中可变电感L_T(α)和触发角α的关系为：上式反应晶闸管触发角α和等效电感L_T(α)之间的函数关系，这是一种非线性的关系，在控制系统中可以用查表得方式实现，以满足控制系统对响应速度的要求，通过查表得到控制D₁至D₆开通的触发角。