[發(fā)明專(zhuān)利]一種有源電力濾波器負(fù)載諧波電流提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010318436.0
• 申請(qǐng)日: 2020-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112415266B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳冬冬;郭隱彪;顏文煅;鐘明燈;程蔚;朱同波;李智敏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 閩南理工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01R23/165
• 分類(lèi)號(hào): G01R23/165;H02J3/01
• 代理公司: 泉州勁翔專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 35216
• 代理人: 林楓

本發(fā)明涉及電力技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,具體涉及提供一種有源電力濾波器負(fù)載諧波電流提取方法，步驟一：將負(fù)載電流,分為基波和諧波，定義正弦電流和正弦電壓的瞬時(shí)值，從而計(jì)算得到瞬時(shí)基波有功功率以及瞬時(shí)基波無(wú)功功率，計(jì)算一個(gè)基本周期的算術(shù)平均可以消除交流分量，從而得到相應(yīng)的有功功率值、無(wú)功功率值以及復(fù)視功率；步驟二：將反饋二階廣義積分器濾波后的PCC電壓，歸納為復(fù)基波電壓，使用向量方法，得到PCC電壓的振幅和相位；步驟三：得到基波負(fù)載電流的幅值以及相應(yīng)的相位；步驟四：得到瞬時(shí)基波電流，由此基波負(fù)載電流已知的情況下，由負(fù)載電流減去負(fù)載基波電流計(jì)算得到負(fù)載諧波電流，在保證提取精度的同時(shí)，也保證了良好的動(dòng)態(tài)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,具體是涉及一種有源電力濾波器負(fù)載諧波電流提取方法。

背景技術(shù)

諧波檢測(cè)精度作為有源電力濾波器控制的第一個(gè)環(huán)節(jié)，其性能決定了 SAPF的穩(wěn)態(tài)時(shí)的補(bǔ)償精度和動(dòng)態(tài)時(shí)的響應(yīng)速度,傳統(tǒng)的檢測(cè)方法為，基于瞬時(shí)無(wú)功理論檢測(cè)基波電流，再用負(fù)載電流減去基波有功得到諧波指令，其在低通濾波性能和延時(shí)之間存在固有矛盾，一般會(huì)折中選取低通濾波器的截止頻率，但延時(shí)和性能的固有缺陷依然存在，而在動(dòng)態(tài)情況下，算法中低通濾波器存在的延時(shí)，會(huì)造成了動(dòng)態(tài)時(shí)得到的諧波指令與實(shí)際值存在一定的基波有功誤差，容易導(dǎo)致動(dòng)態(tài)時(shí)SAPF直流側(cè)產(chǎn)生很大波動(dòng),傳統(tǒng)的諧波提取方法主要有：

1)基于瞬時(shí)無(wú)功理論的提取方法:基于瞬時(shí)無(wú)功理論的方法一般通過(guò)坐標(biāo)變換，將負(fù)載電流變換到同步或靜止坐標(biāo)系下，此時(shí)，負(fù)載電流的基波分量變換為直流量，而諧波分量在顯示為交流量，再通過(guò)低通濾波器 (LPF)分離基波分量和諧波分；但該算法在分離基波和諧波時(shí)會(huì)有一定的，取決于LPF性能的延時(shí)，且在動(dòng)態(tài)過(guò)程中有功電流注入，從而對(duì)諧波檢測(cè)及檢測(cè)結(jié)果所應(yīng)用的場(chǎng)合帶來(lái)較大危害。

2)FFT(快速傅里葉變換)算法:可以計(jì)算出奈奎斯特頻率內(nèi)所有頻點(diǎn)的頻譜，其計(jì)算速度也快于DFT(離散傅里葉變換)提取所有頻點(diǎn)頻譜，但在只需要求出部分頻點(diǎn)的頻譜時(shí)，如在大多數(shù)電力應(yīng)用中的50次以?xún)?nèi)特征諧波，DFT算法由于可以只計(jì)算需要的諧波頻譜，因此其算法所需的時(shí)間更小，所需的數(shù)據(jù)內(nèi)存量也相對(duì)較少,同時(shí)，DFT與FFT相比，具有采樣率和變換點(diǎn)數(shù)選擇更靈活、更好的實(shí)時(shí)性、更易控制、更簡(jiǎn)單的運(yùn)算、更方便地在芯片中編程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。

3)而SDFT(滑窗離散傅里葉變換)算法是DFT算法的優(yōu)化，通過(guò)滑動(dòng)迭代的方式，將DFT算法運(yùn)算平均分布在每一個(gè)采樣周期內(nèi)，使計(jì)算量進(jìn)一步下降，但SDFT算法也存在著，動(dòng)態(tài)過(guò)程需要一個(gè)基波周期延時(shí)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供了一種保證提取精度的同時(shí)，也保證了良好的動(dòng)態(tài)性能的有源電力濾波器負(fù)載諧波電流提取方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種有源電力濾波器負(fù)載諧波電流提取方法，包括以下步驟：

步驟一：建立有源電力濾波器負(fù)載諧波電流提取的電路，將負(fù)載電流, 分為基波和諧波，定義正弦電流和正弦電壓的瞬時(shí)值，從而計(jì)算得到瞬時(shí)基波有功功率以及瞬時(shí)基波無(wú)功功率，計(jì)算一個(gè)基本周期的算術(shù)平均可以消除交流分量，從而得到相應(yīng)的有功功率值、無(wú)功功率值以及復(fù)視功率；

步驟二：通過(guò)計(jì)算出來(lái)的有功功率值以及無(wú)功功率值，將反饋二階廣義積分器濾波后的PCC電壓，歸納為復(fù)基波電壓，使用向量方法，得到 PCC電壓的振幅和相位；

步驟三：對(duì)復(fù)視功率進(jìn)行如步驟二一樣的處理，得到基波負(fù)載電流的幅值以及相應(yīng)的相位；

步驟四：通過(guò)上述步驟，得到瞬時(shí)基波電流，由此基波負(fù)載電流已知的情況下，由負(fù)載電流減去負(fù)載基波電流計(jì)算得到負(fù)載諧波電流。

優(yōu)選的，所述有源電力濾波器負(fù)載諧波電流提取的電路包括直流側(cè)電壓控制、鎖相環(huán)、參考諧波電流提取和電流控制器，參考諧波電流提取和電流控制器由直流側(cè)電壓控制和負(fù)載相關(guān)的諧波電流參考產(chǎn)生組成。