[發明專利]一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流生成調制方法

有效

• 申請號: 201811601619.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109768552B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 張四海;李瑜;潘結兵;嚴良占
• 申請（專利權）人: 安徽一天電能質量技術有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 合肥洪雷知識產權代理事務所(普通合伙) 34164
• 代理人: 孫小華

本發明公開了一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流生成調制方法，涉及電力系統諧波補償及電能質量治理領域。本發明包括以下步驟：首先構建三相四橋臂有源電力濾波器APF數學模型，得到APF的橋臂目標電壓；其次根據橋臂目標電壓計算橋臂在開關周期T的作用時間，并將作用時間進行平移；然后在調制過程中加入零矢量，得到四橋臂最終作用時間；最后利用FPGA、CPLD進行固化，形成功能模塊。本發明提供了一種簡便可靠易于實現的有源電力濾波器目標電流生成調制方法，解決了三相四橋臂有源電力濾波器目標電流生成；該方法實現了一種簡化三維空間矢量電壓調制，并統一化實現三相全橋空間矢量的簡化算法，適用范圍廣。

技術領域

本發明屬于電力系統諧波補償及電能質量治理領域，特別是涉及一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流生成調制方法。

背景技術

近年來，由于電力電子技術的飛速發展，各種電力電子變流裝置、不平衡負荷在電力系統、工業、交通、市政民用中的應用日益廣泛，給電力系統帶來了大量的諧波污染及負序零序電流，同時也影響了工業企業的安全生產及生產質量。為了抑制這些非線性負荷的諧波及零負序電流，供用電系統中采取諧波治理方法進行，諧波治理方案可采用無源濾波器及有源濾波器，隨著電力電子器件的發展及電力電子控制技術的發展，有源濾波器因其自身所具備的優勢越來越得到大范圍的應用，同時為了補償零負序電流，采用三相四橋臂拓撲結構的有源濾皮裝置是一種理想的解決方案。

在有源電力濾波器APF目標電流生成調制方法中，為了裝置輸出濾波器設計的簡單，同時最大程度減小有源電力濾波器(APF)裝置自身開關頻率次諧波對系統的污染，通常采用空間矢量方法進行調制，對于三相四橋臂APF應在采用三維空間矢量控制方法進行。三相四橋臂由于4個橋臂的開關狀態有16種組合，其中有2個零矢量和14個非零矢量，這些矢量將在三給空間分為24個區間。在實際應用中，三維空間矢量進調制極其復雜，增加了其實現難度。

當前，進行APF目標電流生成調制一般采用DSP控制芯片，利用DSP的事件管理器來進行，因為三給空間矢量控制方法的計算復雜，影響了APF控制的實時性。FPGA、CPLD是近年發展起來的一種作為專用集成電路(ASIC)領域中的半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點，用戶可以根據需要通過可編輯的連接把FPGA內部的邏輯塊連接起來，一個出廠后的成品FPGA的邏輯塊和連接可以按照設計者而改變，可以完成所需要的邏輯功能，基于FPGA、CPLD所具備的這些硬件集成并行運算的優點，在工業嵌入式控制中得到廣泛的應用，可以解決DSP等控制芯片因串行運算導致實時性差的缺點。。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流生成調制方法，通過一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流生成調制方法，以解決APF實際應用中三維空間矢量進調制復雜，實現難度大的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明為一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流生成調制方法，包括三相四橋臂有源電力濾波器APF，使用時將三相四橋臂有源電力濾波器APF接入三相四線制配電網補償零序、負序和諧波電流；

所述三相四橋臂有源電力濾波器APF的目標電流生成調制方法包括以下步驟：

步驟S1：在alfa-beta-0或dqo坐標內構建三相四橋臂有源電力濾波器APF的數學模型，通過各諧波分析獲得三相四橋臂有源電力濾波器APF補償目標，采用PI+重復控制，直流側電壓PI控制進行雙閉環控制，同時利用網側電壓進行前饋控制，根據建立的數學模型得到三相四橋臂有源電力濾波器APF在alfa-beta-0或dqo系下的橋臂目標電壓；

步驟S2：將步驟S1得到的alfa-beta-0系下的橋臂目標電壓進行逆clark變換；

其中，若是dqo坐標下的橋臂目標電壓則還要進行逆park變換；