[發(fā)明專利]基于電容電流反饋的HAPF諧振抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510400922.6
• 申請(qǐng)日: 2015-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN105048463B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泰州學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32104
• 代理人: 曹祖良,張濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種諧振抑制方法，尤其是一種基于電容電流反饋的HAPF諧振抑制方法，屬于電工類電力電子的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

有源電力濾波器(Active PowerFilter，APF)作為一種先進(jìn)的諧波治理裝置，由于具有良好的動(dòng)態(tài)性能以及不受電網(wǎng)參數(shù)影響等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來被越來越多的應(yīng)用于配電網(wǎng)諧波抑制與無功補(bǔ)償?shù)入娔苜|(zhì)量治理領(lǐng)域。特別地，在某些無功需求量較大的場(chǎng)合，為了降低APF的容量和造價(jià)，通常結(jié)合無功補(bǔ)償電容器(Fixed Capacitor，F(xiàn)C)組成混合補(bǔ)償裝置(Hybrid active power filter，HAPF)，由FC補(bǔ)償大部分無功功率，APF補(bǔ)償諧波和剩余少量無功功率。然而，在一定的參數(shù)條件下，電網(wǎng)諧波電壓或負(fù)載諧波電流會(huì)引起無功補(bǔ)償電容器和電網(wǎng)阻抗之間的串聯(lián)或并聯(lián)諧振，造成諧波放大；并且，當(dāng)APF檢測(cè)電流包含電容電流時(shí)，系統(tǒng)通常處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

為了抑制諧振，現(xiàn)有的典型方法包括如下兩種：第一，通過在FC支路上串聯(lián)電抗器來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的諧振點(diǎn)，該方法只能消除某一個(gè)頻率點(diǎn)上的諧振，當(dāng)諧振激勵(lì)源或電網(wǎng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生新的諧振。第二，檢測(cè)公共接入點(diǎn)(PCC)諧波電壓，該方法等效為在電網(wǎng)側(cè)并聯(lián)一個(gè)諧波電阻來阻尼系統(tǒng)諧振，但實(shí)際工程中由于電網(wǎng)諧波電壓含量較小及檢測(cè)誤差，并不能充分提取該諧波電壓。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于電容電流反饋的HAPF諧振抑制方法，其操作方便，通過電容電流的反饋控制環(huán)節(jié)，增強(qiáng)系統(tǒng)阻尼，在實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載電流補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，有效抑制系統(tǒng)串聯(lián)和并聯(lián)諧振。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種基于電容電流反饋的HAPF諧振抑制方法，所述HAPF諧振抑制方法包括如下步驟：

步驟1、獲取負(fù)載電流i_CL，并將獲取的負(fù)載電流i_CL傳輸至諧波電流檢測(cè)環(huán)節(jié)；

步驟2、獲取三相電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓u_g，對(duì)于獲取的電網(wǎng)電壓u_g，通過PLL鎖相環(huán)獲取所述電網(wǎng)電壓u_g的同步信號(hào)θ_e，PLL鎖相環(huán)將獲取的同步信號(hào)θ_e傳輸至諧波電流檢測(cè)環(huán)節(jié)；

步驟3、獲取SAPF濾波器直流側(cè)的電壓值U_dc，將所述電壓值U_dc與指令電壓相比較，并經(jīng)過PI電壓控制器生成諧波指令電流的有功功率分量P_dc，PI電壓控制器將生成諧波指令電流的有功功率分量P_dc傳輸至諧波電流檢測(cè)環(huán)節(jié)；

步驟4、諧波電流檢測(cè)環(huán)節(jié)根據(jù)負(fù)載電流i_CL、同步信號(hào)θ_e以及諧波指令電流的有功功率分量P_dc生成SAPF諧波補(bǔ)償指令電流i^*；

步驟5、檢測(cè)并獲取SAPF濾波器輸出的SAPF補(bǔ)償電流i_f，在獲取SAPF補(bǔ)償電流i_f后確定SAPF補(bǔ)償電流i_f與SAPF諧波補(bǔ)償指令電流i^*的電流偏差值Δi，其中，所述電流偏差值Δi為

Δi＝i^*-i_f；

將得到的電流偏差值Δi輸入至PI電流控制器，以使得PI電流控制器根據(jù)電流偏差值Δi生成調(diào)制波電壓u₁，生成的調(diào)制波電壓u₁為

其中，k_p、k_i分別為PI電流控制器的比例和積分常數(shù)；

步驟6、獲取FC支路的FC電容電流i_c，F(xiàn)C電容電流i_c經(jīng)過反饋比例調(diào)節(jié)器后，以得到反饋調(diào)節(jié)值-K_c×i_c；將反饋調(diào)節(jié)值-K_c×i_c與調(diào)制波電壓u₁相疊加，以生成綜合調(diào)制波電壓u，所述綜合調(diào)制波電壓u為

u＝u₁-k_c×i_c；

步驟7、對(duì)綜合調(diào)制波電壓u采用空間矢量脈寬調(diào)制輸出PWM觸發(fā)脈沖，以通過PWM觸發(fā)脈沖觸發(fā)SAPF濾波器內(nèi)的開關(guān)工作。

PI電壓控制器生成的諧波指令電流的有功功率分量P_dc為