[發明專利]基于斐波那契法的虛擬諧波電阻式有源濾波器控制方法

在審

• 申請號: 202010175487.2
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111490543A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 王勝;趙峰;周宇;戴云峰;周昕;陳慶海;馮興明;李正佳;孫大軍
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司;蘇州華天國科電力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙) 32304
• 代理人: 范佳晨

1.基于斐波那契法的虛擬諧波電阻式有源濾波器控制方法，其特征在于，所述有源濾波器控制方法具體包括如下步驟：

步驟(1)、對電力有源濾波器APF進行數學建模；

步驟(2)、計算得到并網點的h次諧波電壓函數；

步驟(3)、計算得到h次諧波功率和h次諧波電阻的最佳阻值函數；

步驟(4)、利用斐波那契法求解尋找各次虛擬諧波電阻的最佳阻值；

步驟(5)、提取并網點的各次諧波電壓，并且利用搜索到的虛擬諧波電阻生成參考電流；

步驟(6)、直流電壓控制外環生成參考電流，與步驟(5)生成的參考電流疊加；

步驟(7)、利用得到的總的參考電流進行電流內環控制，生成三相逆變器的驅動信號。

2.根據權利要求1所述的基于斐波那契法的虛擬諧波電阻式有源濾波器控制方法，其特征在于，所述步驟(1)中的對電力有源濾波器APF進行數學建模具體為：

建立APF在abc三相靜止坐標系下的數學模型為：

其中，u_dc為直流側電容電壓，u_sa、u_sb、u_sc為并網點PCC的三相電壓，i_ca、i_cb、i_cc為APF三相輸出電流，d_a、d_b、d_c分別為APF三相等效輸入占空比，C為直流側電容，L為APF的濾波電感，R為濾波電感的寄生電阻；

將其變換到dq旋轉坐標系下，得到dq坐標系下的數學模型為：

其中，i_d，i_q分別為APF三相輸出電流的d軸和q軸分量，d_d，d_q分別為APF三相等效輸入占空比的d軸和q軸分量。

3.根據權利要求2所述的基于斐波那契法的虛擬諧波電阻式有源濾波器控制方法，其特征在于，所述步驟(2)中并網點的h次諧波電壓函數具體為：

其中，Y_sh(s)＝1/(sX_sh/hω+R_s)，Y_Lh(s)＝1/(sX_Lh/hω+R_L)，Y_Rh(s)＝1/R_h；當Y_Rh(s)越大，即R_h越小時，諧波電阻R_h對PCC點h次諧波電壓的抑制能力越強；當Y_Rh(s)為∞時，PCC點h次諧波電壓被完全抑制。

4.根據權利要求3所述的基于斐波那契法的虛擬諧波電阻式有源濾波器控制方法，其特征在于，所述步驟(3)中計算得到h次諧波功率和h次諧波電阻的最佳阻值函數具體為：

并網點h次諧波電壓u_sh的有效值為：

其中，

諧波電阻R_h吸收的h次諧波功率為：

P_Rh隨R_h的變化呈現開口向下的二次拋物線數學關系，P_Rh存在最大值，對P_Rh求導數，計算得到h次諧波電阻的最佳阻值為：

5.根據權利要求1所述的基于斐波那契法的虛擬諧波電阻式有源濾波器控制方法，其特征在于，所述步驟(4)中利用斐波那契法求解尋找各次虛擬諧波電阻的最佳阻值具體為：

①選定初始區間[a₁,b₁]以及精度ε，選取n0，使得其滿足下式；

F_n≥(b₁-a₁)/εF_n為斐波那契數列

令k＝1，并計算

②判斷到f(λ_k)＜f(μ_k)時，跳轉到步驟③，否則跳轉到步驟④；

③令

若是判斷到k＝n-2，跳轉到步驟⑥，否則跳轉到步驟⑤；

④令

若是判斷到k＝n-2，跳轉到步驟⑥，否則跳轉到步驟⑤；

⑤令k＝k+1，跳轉到步驟②；

⑥令λ_n＝λ_n-1,μ_n＝λ_n-1+δ，停止計算，最大值包含于區間[a_n,b_n]中，其中a_n,b_n分別為：

采用斐波那契法對最大諧波功率點進行搜索，動態調整K_h值使其達到最佳阻值，從而使APF吸收的各次諧波功率達到最大，基于斐波那契法的h次虛擬諧波電導值的動態調節過程，通過比較相鄰兩次諧波功率的大小，不斷地縮小搜索區間，當搜索區間足夠小，滿足精度要求時，取搜索區間的中點值作為最優虛擬諧波電導值K_h，此時APF從電網吸收的h次諧波功率達到最大。