[發(fā)明專利]一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流的生成調(diào)制方法

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• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN109936138A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偉;齊東流;孔朝朝;董仕嶺;吳庭豐
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥堃能電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 楊濤

一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流的生成調(diào)制方法，包括以下步驟：構(gòu)建三相四橋臂有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型得到有源電力濾波器橋臂目標電壓；將得到的橋臂目標電壓進行變換處理，得到目標電流在ABC坐標系下所需的橋臂目標電壓；根據(jù)橋臂目標電壓、有源濾波器直流側(cè)電壓和開關(guān)周期T計算ABC橋臂在開關(guān)周期T的作用時間；將作用時間進行平移，得到變量；進行調(diào)制，在調(diào)制過程中加入零適量，得到四橋臂最終作用時間。本發(fā)明便于生成三相四橋臂有源電力濾波器目標電流，具有可靠性高以及易于實現(xiàn)的特點，且采用有硬件并行化運算固化的方法實現(xiàn)三維空間矢量電壓的調(diào)制，并統(tǒng)一化實現(xiàn)三相全橋空間矢量的簡化算法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)諧波補償及電能質(zhì)量治理技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流的生成調(diào)制方法。

背景技術(shù)

近年來，由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子變流裝置、不平衡負荷在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通、市政民用中的應(yīng)用日益廣泛，給電力系統(tǒng)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(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)及生產(chǎn)質(zhì)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(tǒng)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(fā)展及電力電子控制技術(shù)的發(fā)展，有源濾波器因其自身所具備的優(yōu)勢越來越得到大范圍的應(yīng)用，同時為了補償零負序電流，采用三相四橋臂拓撲結(jié)構(gòu)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(diào)制方法中，為了裝置輸出濾波器設(shè)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(guān)頻率次諧波對系統(tǒng)的污染，通常采用空間矢量方法進行調(diào)制，對于三相四橋臂APF應(yīng)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(guān)狀態(tài)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(qū)間。在實際應(yīng)用中，三維空間矢量進調(diào)制極其復(fù)雜，增加了其實現(xiàn)難度。

當前，進行APF目標電流生成調(diào)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(fù)雜，影響了APF控制的實時性。FPGA、CPLD是近年發(fā)展起來的一種作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的半定制電路而出現(xiàn)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(shù)有限的缺點，用戶可以根據(jù)需要通過可編輯的連接把FPGA內(nèi)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(shè)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(yōu)點，在工業(yè)嵌入式控制中得到廣泛的應(yīng)用，可以解決DSP等控制芯片因串行運算導(dǎo)致實時性差的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供的一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流的生成調(diào)制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種三相四橋臂有源電力濾波器目標電流的生成調(diào)制方法，包括以下步驟：

步驟S1、在alfa-beta-0坐標內(nèi)構(gòu)建三相四橋臂有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型，通過各諧波分析獲得有源電力濾波器的補償目標，采用PI+重復(fù)控制，對直流側(cè)電壓PI進行雙閉環(huán)控制，并利用網(wǎng)側(cè)電壓進行前饋控制，根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型得到有源電力濾波器在alfa-beta-0坐標系下的橋臂目標電壓V_gα、V_gβ、V_g0；

步驟S2、將得到的橋臂目標電壓進行變換處理，得到三相四橋臂有源電力濾波器產(chǎn)生的目標電流在ABC坐標系下所需的橋臂目標電壓V_gA、V_gB、V_gC；