[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

本發明提供了基于斐波那契法的虛擬諧波電阻式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。

技術領域

本發明屬于有源濾波器的控制領域，具體涉及基于斐波那契法的虛擬諧波電阻式有源濾波器控制方法。所述的有源濾波器的“虛擬諧波電阻”是通過控制逆變器輸出的諧波電流，等效成虛擬諧波電阻，從而從電網吸收諧波功率，所述的斐波那契法用于搜索最優“虛擬諧波電阻”值，使其等于電網的等效阻抗的模值，從而讓逆變器最大程度地從電網吸收諧波功率。

背景技術

傳統的電力有源濾波器(Active Power Filter,APF)，存在需安裝在負載附近，補償對象固定單一等諸多缺點，因此，本發明提出一種APF的“虛擬諧波電阻”控制策略，只需檢測并網點各次諧波電壓，控制逆變器的各次輸出電流，就能達到從電網吸收諧波功率的目的。在確定“虛擬諧波電阻”值時，如果采用較小的值，就可較大程度地降低并網點電壓的畸變率，當“虛擬諧波電阻”值為零時，并網點電壓的畸變率下降為零，但此時從電網吸收的諧波功率為零，并且，考慮到逆變器的容量有限以及系統的穩定性問題，一味地降低“虛擬諧波電阻”值并不是最優的策略。因此，本發明基于斐波那契法，提出一種新的有源電力濾波器諧波治理策略——虛擬諧波電阻算法，該策略根據并網點各次諧波電壓及APF輸出的各次諧波電流，計算APF吸收的各次諧波功率，并采用斐波那契法，在線實時地調節各次諧波電阻，使APF吸收的各次諧波功率均達到最大，此時對應的各次諧波電阻值，本發明稱為“最佳阻值”。

采用“虛擬諧波電阻”控制的APF，需同時采樣并網點電壓和輸出電流，并利用FFT算法提取電壓電流的各次諧波，然后分別計算各相所吸收的各次諧波功率，并對三相同次諧波功率求平均值，作為APF吸收的第h次諧波功率P_h，基于斐波那契法，根據P_h對各次電導值K_h進行實時地調節。采用“虛擬諧波電阻”控制的APF在運行過程中，不要求像傳統APF那樣對負荷電流快速的響應，而且電力系統對于每一次K_h的變化需要一定的響應時間，因此，各次諧波功率計算環節和各次導納調節環節可按設定的時間間隔進行，在各次諧波功率更新之前，Kh保留原來的值不變。

發明內容

本發明提供一種基于斐波那契法的虛擬諧波電阻式有源濾波器控制方法?；陟巢瞧醴?，在線實時地調節各次諧波的“虛擬電阻”值，使其達到各次諧波的最佳阻值，從而從電網最大程度地吸收諧波功率。

本發明具體為基于斐波那契法的虛擬諧波電阻式有源濾波器控制方法，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。

進一步的，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：