[發明專利]一種dq旋轉坐標系下諧波電流計算方法

有效

• 申請號: 201710306729.5
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107196301B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 熊成林;馬俊鵬;雷海;刁飛;張笛;葛興來;宋文勝;馮曉云
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 王沙沙

本發明公開了一種dq旋轉坐標系下諧波電流計算方法，包括以下步驟：A、獲取電網電壓和非線性負載電流，將其進行變換得到靜止坐標系相應電壓分量和負載電流分量；B、通過等矢量變換下有功功率和無功功率計算公式計算非線性負載的瞬時功率；C、根據功率守恒和等矢量變換得到包含諧波分量的非線性負載電流的dq旋轉坐標系分量；D、將步驟C中得到的電流濾波后得基波電流分量，非線性負載電流的dq旋轉坐標系分量分別減去基波電流分量即可得到dq旋轉坐標系下諧波電流分量；本發明以計算出dq旋轉坐標系諧波電流的分量，從而為APF提供新型控制算法。

技術領域

本發明涉及一種諧波電流計算方法，具體涉及一種dq旋轉坐標系下諧波電流計算方法。

背景技術

自20世紀七十年代起，電網中的晶閘管、二極管整流器、變頻器、電氣化鐵路及各種電力電子設備用量不斷增加，這些設備相對于電網來說都是非線性和時變負載，從而導致電網的電能質量受到了嚴重影響，產生了諸如諧波污染、電壓波動及不平衡等電能質量問題，因此，對電網進行諧波抑制進而提高電能質量已成為研究熱點；有源濾波(ActivePower Filter，APF)裝置作為一種能夠動態抑制諧波的新型電力電子裝置，憑借其實時性好、動態響應速度快、體積小、重量輕等特點，受到了廣泛關注；其中，并聯電壓源型的有源電力濾波器憑借其優良的電氣特性備受學術界關注，而諧波檢測算法和電流控制系統的設計是有源電力濾波器研究的兩大課題；三相三線制下的并聯型有源濾波器，有源電力濾波器APF與非線性負載并聯運行；其通過相應的諧波及功率檢測控制，檢測出負載電流中的諧波以及需要補充的無功，然后通過APF使其提供等值反相位的補償電流i_c，來消除非線性負載造成的諧波污染以及無功分量，從而達到使網側電流正弦且與電壓同相位的目的；由于網側電流諧波頻率遠高于基頻，采用傳統的直接進行旋轉變換會丟失諧波信息，因此APF通常無法全部在dq旋轉坐標系下進行控制，傳統的APF預測電流控制方法如圖2所示；傳統的APF控制方法包括兩部分：(1)電流解耦控制部分，電流解耦控制部分用于實現APF直流側電壓穩定以及非線性負載產生無功功率的補償，可以在dq旋轉坐標系實現；(2)預測諧波電流控制，預測諧波電流控制部分實現非線性負載產生的諧波電流的抵消，傳統方法只能在靜止坐標系下實現；這兩部分在疊加后產生最終的調制電壓，實現APF的最終控制目標；可見傳統APF控制方法無法實現dq旋轉坐標系下諧波電流的計算。

發明內容

本發明提供一種dq旋轉坐標系下的諧波電流計算方法。

本發明針對有源電力濾波器APF在電網電壓不發生畸變的應用場合，可以為實現完全的dq電流解耦的APF控制提供可能。

本發明采用的技術方案是：一種dq旋轉坐標系下諧波電流計算方法，包括以下步驟：

A、獲取電網電壓和非線性負載電流，將其進行變換得到靜止坐標系相應電壓分量和負載電流分量；

B、通過等矢量變換下有功功率和無功功率計算公式計算非線性負載的瞬時功率；

C、根據功率守恒和等矢量變換得到包含諧波分量的非線性負載電流的dq旋轉坐標系分量；

D、將步驟C中得到的電流濾波后得基波電流分量，非線性負載電流的dq旋轉坐標系分量分別減去基波電流分量即可得到dq旋轉坐標系下諧波電流分量。

進一步的，所述電網包括三相電網和單相電網。

進一步的，三相系統情況下包括以下步驟：