[發(fā)明專利]一種配電系統的濾波補償方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611109981.9
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106655185A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 黃詩平
• 申請（專利權）人: 廣州市科恩電腦有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種配電系統的濾波補償方法，該方法包括如下步驟：

S1.監(jiān)測模塊實時監(jiān)測配電系統參數、有源濾波裝置參數；

S2.對配電系統的穩(wěn)定性進行判斷；

S3.利用單環(huán)控制算法控制有源濾波裝置實時補償濾除諧波；

其中，在所述步驟S3中，通過以下步驟確定有源濾波裝置的實際工作下得補償電流指令：

對單相系統構造與單相電路中實際電流和電壓相位差為-π/2的虛擬電流和電壓分量，形成兩相正交αβ坐標系，得：

$\left[\begin{array}{c}{u}_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ u_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{u}_S\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ u_S(\mathrm{\ω}t-\mathrm{\π}/2)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{V}_{m}sin\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ -V_m\cos \left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]$

其中，u_s和i_s分別為單相電網電壓和補償后的單相電網電流，u_sα和u_sβ分別為u_s在αβ坐標系中的α和β分量；V_m和ω分別為u_s的幅值和角頻率，i_Lα和i_Lβ分別為i_L在αβ坐標系中的α和β分量；i_sα和i_sβ分別為i_s在αβ坐標系中的α和β分量；i_Lm為i_L中的基波幅值；i_Sm為i_S的幅值；和分別為i_L的基波分量和i_s與u_s的相位差；i_n為i_L中的n次諧波幅值；為i_L中的n次諧波與u_s的相位差，其中，角頻率ω是通過單相PLL(Phase locked loop)環(huán)節(jié)的作用獲得的；

利用PQ變換求取單相電網側和負載側的瞬時有功無功：

$\left[\begin{array}{c}{p}_L\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ q_L\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{u}_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)& u_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ u_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)& -u_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{L\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ i_{L\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]$

其中，p_S和q_S分別為電網側瞬時有功和瞬時無功功率；p_L和q_L分別為負載側的瞬時有功和瞬時無功功率；

考慮到在實際應用中，有源濾波裝置總會存在一些損耗，使得有源濾波裝置必須從電網中吸收適當的有功功率，用于穩(wěn)定直流側電壓，因此在實際工作狀態(tài)下，有源濾波裝置需要補償的功率如下：

$\left\{\begin{array}{c}{p}_C\left(\mathrm{\ω}t\right)=p_L\left(\mathrm{\ω}t\right)+p_{dc}\\ q_C\left(\mathrm{\ω}t\right)=q_L\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right.$

其中，Δp_dc為維持有源濾波裝置直流側電壓所必須從單相電網中吸收的有功功率，為負載有功功率的震蕩功率；

對電網側電流進行PQ反變換求取i_Sα和i_Sβ

$\left[\begin{array}{c}{i}_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ i_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]={\left[\begin{array}{cc}{u}_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)& u_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ u_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)& -u_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{p_L}\left(\mathrm{\ω}t\right)+p_{dc}\\ 0\end{array}\right]$

其中，P_L(ωt)經過LPF(Low-pass filter)環(huán)節(jié)作用后得到為負載瞬時有功功率的平均功率；

最終實際工作狀態(tài)下補償電流補償指令為：

$i_C^{*}=i_{L\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)-i_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)=i_L\left(\mathrm{\ω}t\right)-\frac{u_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\[\stackrel{\‾}{p_L}\left(\mathrm{\ω}t\right)+p_{dc}\]}{{\[u_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\]}^2+{\[u_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\]}^2}.$