[發明專利]一種有源電力濾波器的控制器及其控制方法

有效

• 申請號: 201110428869.2
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102437576A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 束龍勝;程建洲
• 申請（專利權）人: 安徽鑫龍電器股份有限公司;安徽佑賽科技有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18;H02J3/26
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術領域

本發明涉及電力濾波領域，具體地說涉及一種有源電力濾波器的控制器及其控制方法。

背景技術

隨著科技的發展，諧波、無功、三相不平衡等電能質量問題越來越受到電力工作者和整個社會的重視。以往的無功補償裝置以并聯電容器為主，諧波治理裝置以無源濾波器為主。它們在特定的場合可以發揮相應的作用，但還存在以下幾個方面的缺點：1、并聯電容器補償無功只適用于感性負荷的場合，不能對于容性負荷進行補償；2、并聯電容器只能有級差的產生無功，不能實現連續補償電網的無功功率；3、并聯電容器不能補償諧波，還可能引起電力系統諧振，無源濾波器可以補償電流諧波，但配置不合理也會引起電力系統諧振；4、并聯電容器和無源濾波器都不能平衡三相負荷的有功功率。

采樣現代電力電子技術開發的有源電力濾波器可以有效地濾除電流諧波，同時還能補償無功功率和平衡三相負荷，而且有源電力濾波器真正實現了無級差的連續補償以及動態跟蹤補償，響應速度快，響應時間在100微秒左右。有源電力濾波器是電能質量治理的先進方法。

在有源電力濾波器的控制算法中，提取諧波、無功、不平衡分量的檢波技術是控制算法的關鍵技術之一。如果檢波過程發生失真，則控制系統會給出錯誤的控制指令，達不到好的補償效果。目前的控制算法，在系統電壓畸變的情況下往往發生檢波失真，而且，由于受有源電力濾波器自身控制頻率的限制，有源電力濾波器并不能很好的處理高頻信號，因此如果在控制算法中不能去除高頻信號，則高頻信號也會影響控制效果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對有源電力濾波器現有控制算法的檢波技術中存在的問題，提供一種有源電力濾波器的控制器及其控制方法，通過一種不失真的檢波方法，并設計出有源電力濾波器的控制器，用于實現對有源電力濾波器的控制，從而實現對電力系統中諧波、無功、三相不平衡的電能質量問題的治理。

為解決上述技術問題，本發明技術方案是一種有源電力濾波器的控制器，其特征在于，它包括對電網的電壓、電流電量進行量測的電壓、電流信號采集電路和抗干擾濾波電路，輸入端與抗干擾濾波電路輸出端相連的A/D轉換集成電路芯片，輸入端與A/D轉換集成電路芯片輸出端相連的核心計算和控制芯片DSP數字信號處理器，依次與該DSP數字信號處理器輸出端相連的輸入/輸出接口電路、驅動信號控制轉換電路和雙口存儲器RAM芯片，與雙口存儲器RAM芯片輸出端相連的用于通訊輔助功能的中央處理芯片，以及與該輔助中央處理芯片輸出端相連的通訊接口電路。

所述的DSP數字信號處理器型號為TMS320F2812。

所述的輸入/輸出接口電路、驅動信號控制轉換電路都采用了光電耦合隔離電路。

所述的輔助中央處理芯片采用單片機或采用DSP數字信號處理器。

一種有源電力濾波器的控制器控制方法，其特征在于，所述的DSP數字信號處理器內存貯控制程序，所述的方法包括下列步驟；

a)利用有源電力濾波器的控制器采集所得的系統電壓信號u_sa、u_sb、u_sc和負荷電流信號i_la、i_lb、i_lc計算出負荷的三相總有功功率P，相電壓有效值U_s，利用有源電力濾波器的控制器采集所得的直流母線電壓信號U_dc計算出直流母線電壓偏差信號ΔU_dc，進而利用比例-積分環節計算出與ΔU_dc相對應的功率量ΔP，利用有源電力濾波器的控制器捕捉到的三相系統電壓過零點時間計算出當前三相的相位θ_a、θ_b、θ_c；

b)計算三相理想系統電流(三相對稱的正弦電流)，并將它與實際測量所得的負荷電流相比較，其差值就是檢波所得結果，也就是需要補償的電流。

三相理想系統電流的有效值為；

Isp=P+ΔP3Us]]>

三相理想系統電流的瞬時值為；