[發(fā)明專利]基于無功功率最小化的雙閉環(huán)混合型有源濾波器及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011442083.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN112467758A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金濤;崔憲陽(yáng);李澤文;張鐘藝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學(xué)俊

1.一種基于無功功率最小化的雙閉環(huán)混合型有源濾波器的控制方法，其特征在于，雙閉環(huán)混合型有源濾波器包括諧波電流檢測(cè)模塊、有源濾波模塊、無源濾波模塊、預(yù)充電模塊；所述諧波電流檢測(cè)模塊、有源濾波模塊和預(yù)充電模塊依次相連；所述預(yù)充電模塊還分別與無源濾波模塊和三相整流負(fù)載相連接；

所述雙閉環(huán)混合型有源濾波器的控制方法，包括以下步驟：

步驟S1:通過諧波電流檢測(cè)模塊采用ip-iq獲取需要濾波器補(bǔ)償?shù)闹C波電流；

步驟S2:啟動(dòng)有源濾波模塊，通過預(yù)充電模塊，給電容充電，并采用PI控制器控制電容電壓穩(wěn)定；

步驟S3:通過PI控制器控制電流，對(duì)諧波電流進(jìn)行跟蹤，生成與諧波電流相反的補(bǔ)償電流，將其注入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波電流的初步補(bǔ)償；

步驟S4:分析補(bǔ)償電流特性，在補(bǔ)償諧波電流的同時(shí)，根據(jù)電路無功功率最小化原則，設(shè)定無源濾波模塊參數(shù)，定向補(bǔ)償受于APF功能限制，所未補(bǔ)償?shù)母叽沃C波部分；

設(shè)無源濾波模塊濾波電容，電感取值分別為l,c，濾波原則為：

a：濾除高次諧波

濾除高次諧波，即令LC濾波器參數(shù)諧振頻率則有

式中f₁為L(zhǎng)C濾波器的諧振頻率，f₀為期望濾除的高次諧波的頻率；

b：不影響基波

不影響基波，即令LC濾波器參數(shù)諧振頻率則有

式中f為電路基波頻率；

c：不增加系統(tǒng)無功功率

即電感的無功功率等于電容的無功功率，即令Q_c＝Q_l，其中Q_c，Q_l分別表示電感無功功率和電容無功功率，現(xiàn)對(duì)Q_c，Q_l進(jìn)行估計(jì)，電路輸入電壓設(shè)接入濾波器后，干路電流其中a，b為未知參數(shù)，電感和電容阻抗分別為Z_l，Z_c；通過上述數(shù)據(jù)，求得電感電壓U_l和電容電壓U_c

則分別計(jì)算出Q_c，Q_l：

讓系統(tǒng)有較高的功率因數(shù)，則有

Q_c+Q_l＝0????(20)

通過a，b，c三組規(guī)則，確定電感和電容取值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無功功率最小化的雙閉環(huán)混合型有源濾波器的控制方法，其特征在于：所述有源濾波模塊主體結(jié)構(gòu)采用NPC型三電平結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無功功率最小化的雙閉環(huán)混合型有源濾波器的控制方法，其特征在于：所述預(yù)充電模塊由接觸器和預(yù)充電電阻組成，用于測(cè)量電容電壓，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)要求時(shí)，短路掉預(yù)充電電阻。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無功功率最小化的雙閉環(huán)混合型有源濾波器的控制方法，其特征在于：所述無源濾波模塊由濾波電感和濾波電容組成。