基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法，其包括如下步骤：步骤1、将负载电流iCL传输至谐波电流检测环节；步骤2、PLL锁相环将同步信号θe传输至谐波电流检测环节；步骤3、PI电压控制器将生成谐波指令电流的有功功率分量Pdc传输至谐波电流检测环节；步骤4、谐波电流检测环节根据负载电流iCL、同步信号θe以及谐波指令电流的有功功率分量Pdc生成SAPF谐波补偿指令电流i*；步骤5、PI电流控制器生成调制波电压u1；步骤6、对FC电容电流反馈控制，生成综合调制波电压u；步骤7、采用空间矢量脉宽调制输出PWM触发脉冲。本发明专利技术通过电容电流的反馈控制环节，增强阻尼，在实现对负载电流补偿的同时，有效抑制系统串联和并联谐振。

【技术实现步骤摘要】
基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法
本专利技术涉及一种谐振抑制方法，尤其是一种基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法，属于电工类电力电子的

技术介绍
有源电力滤波器(ActivePowerFilter，APF)作为一种先进的谐波治理装置，由于具有良好的动态性能以及不受电网参数影响等诸多优点，近年来被越来越多的应用于配电网谐波抑制与无功补偿等电能质量治理领域。特别地，在某些无功需求量较大的场合，为了降低APF的容量和造价，通常结合无功补偿电容器(FixedCapacitor，FC)组成混合补偿装置(Hybridactivepowerfilter，HAPF)，由FC补偿大部分无功功率，APF补偿谐波和剩余少量无功功率。然而，在一定的参数条件下，电网谐波电压或负载谐波电流会引起无功补偿电容器和电网阻抗之间的串联或并联谐振，造成谐波放大；并且，当APF检测电流包含电容电流时，系统通常处于不稳定状态。为了抑制谐振，现有的典型方法包括如下两种：第一，通过在FC支路上串联电抗器来调节系统的谐振点，该方法只能消除某一个频率点上的谐振，当谐振激励源或电网参数发生变化时，就会产生新的谐振。第二，检测公共接入点(PCC)谐波电压，该方法等效为在电网侧并联一个谐波电阻来阻尼系统谐振，但实际工程中由于电网谐波电压含量较小及检测误差，并不能充分提取该谐波电压。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法，其操作方便，通过电容电流的反馈控制环节，增强系统阻尼，在实现对负载电流补偿的同时，有效抑制系统串联和并联谐振。按照本专利技术提供的技术方案，一种基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法，所述HAPF谐振抑制方法包括如下步骤：步骤1、获取负载电流iCL，并将获取的负载电流iCL传输至谐波电流检测环节；步骤2、获取三相电网的电网电压ug，对于获取的电网电压ug，通过PLL锁相环获取所述电网电压ug的同步信号θe，PLL锁相环将获取的同步信号θe传输至谐波电流检测环节；步骤3、获取SAPF滤波器直流侧的电压值Udc，将所述电压值Udc与指令电压相比较，并经过PI电压控制器生成谐波指令电流的有功功率分量Pdc，PI电压控制器将生成谐波指令电流的有功功率分量Pdc传输至谐波电流检测环节；步骤4、谐波电流检测环节根据负载电流iCL、同步信号θe以及谐波指令电流的有功功率分量Pdc生成SAPF谐波补偿指令电流i*；步骤5、检测并获取SAPF滤波器输出的SAPF补偿电流if，在获取SAPF补偿电流if后确定SAPF补偿电流if与SAPF谐波补偿指令电流i*的电流偏差值Δi，其中，所述电流偏差值Δi为Δi＝i*-if；将得到的电流偏差值Δi输入至PI电流控制器，以使得PI电流控制器根据电流偏差值Δi生成调制波电压u1，生成的调制波电压u1为其中，kp、ki分别为PI电流控制器的比例和积分常数；步骤6、获取FC支路的FC电容电流ic，FC电容电流ic经过反馈比例调节器后，以得到反馈调节值-Kc×ic；将反馈调节值-Kc×ic与调制波电压u1相叠加，以生成综合调制波电压u，所述综合调制波电压u为u＝u1-kc×ic；步骤7、对综合调制波电压u采用空间矢量脉宽调制输出PWM触发脉冲，以通过PWM触发脉冲触发SAPF滤波器内的开关工作。PI电压控制器生成的谐波指令电流的有功功率分量Pdc为其中，kpdc、kidc分别为PI电压控制器的比例和积分常数。本专利技术的优点：1、相比较于传统在FC支路上串联电抗器的谐振抑制方法，本专利技术谐振抑制频带范围较宽，且无需在FC支路上串联调谐电抗器，降低了装置的体积和造价，便于工程应用；2、通过增加FC电容电流的反馈比例调节器来增强系统阻尼，在实现对负载电流补偿的同时，能够在负载电流包含和不包含FC电容电流的两种情况下，有效抑制系统串联和并联谐振，提高系统的稳定性；3、当负载电流不包含FC电容器电流或者无功补偿装置为晶闸管投切电容器(ThyristorSwitchedCapacitor，TSC)时，该检测电流一方面可以用于APF和FC或TSC的协调控制，另一方面，可以实时监测FC支路或TSC支路的电流情况，保护装置的正常运行。附图说明图1为现有HAPF谐振抑制的电路原理图。图2为本专利技术的电路原理图。图3为未投入FC支路的实验波形图。图4为切除FC支路且在投入整流器谐波负载时的实验波形图。图5为在投入FC支路且不投入整流器谐波负载，仅有电网电压引起串联谐振特性与抑制示意图。图6为SAPF滤波器未启动，投入FC支路以及整流器谐波负载时，采用现有谐波抑制方法时的实验波形图。图7为SAPF滤波器未启动，投入FC支路以及整流器谐波负载时，采用本专利技术谐波抑制方法时的实验波形图。图8为SAPF滤波器未启动，仅投入FC支路以及整流器谐波负载时的实验波形图。图9为SAPF滤波器启动后采用现有谐波抑制方法时的实验波形图。图10为SAPF滤波器启动后采用本专利技术谐波抑制方法时的实验波形图。附图标记说明：100-SAPF滤波器、110-电压比较器、120-PI电压控制器、130-谐波电流检测环节、140-PLL锁相环、150-电流比较器、160-PI电流控制器、170-反馈比较器、180-反馈比例调节器以及190-SVPWM调制器。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示：为混合型有源电力滤波器(HAPF)的电路原理图，所述混合型有源电力滤波器由SAPF滤波器(并联型APF)100与无功功率补偿电容FC组成，Cf、L分别为SAPF滤波器100直流侧的电容和网侧的滤波电感；C为FC无功补偿电容；ug为三相电网的电网电压，Rg、Lg分别为电网等效电阻、等效电感；RL为整流器电阻负载。如图2所示，为本专利技术对HAPF谐振抑制的电路原理图，其中，PLL锁相环140与三相电网连接，以得到三相电网的电网电压ug的同步信息θe，所述同步信息θe为电网电压ug的相位信息。PLL锁相环140的输出端与谐波电流检测环节130连接，谐波电流检测环节130还接收负载电流iCL的输入，同时，谐波电流检测环节130还与PI电压控制器120的输出端连接，PI电压控制器120的输入端与电压比较器110的输出端连接。谐波电流检测环节130的输出端与电流比较器150的输入端连接，电流比较器150的输入端还接收SAPF滤波器100输出的SAPF补偿电流if。电流比较器150的输出端与PI电流控制器160的输入端连接，PI电流控制器160的输出端与反馈比较器170的一输入端连接，反馈比较器170的另一输入端与反馈比例调节器180连接，反馈比例调节器180用于对无功功率补偿电容FC的FC电容电流ic进行反馈比例调节，反馈比较器170的输出端与SVPWM调制器190的输入端连接，SVPWM调制器190的输出端与SAPF滤波器100连接，以实现对SAPF滤波器100内的开关导通状态进行调节。由图2以及上述说明可知，本专利技术对HAPF的谐振抑制主要由谐波电流检测、电流跟踪控制、FC电容电流反馈控制、SAPF直流侧电压控制以及SVPWM脉冲调制等五个环节组成，从而，本专利技术对HAPF谐振抑制方法包括如下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法，其特征是，所述HAPF谐振抑制方法包括如下步骤：步骤1、获取负载电流iCL，并将获取的负载电流iCL传输至谐波电流检测环节；步骤2、获取三相电网的电网电压ug，对于获取的电网电压ug，通过PLL锁相环获取所述电网电压ug的同步信号θe，PLL锁相环将获取的同步信号θe传输至谐波电流检测环节；步骤3、获取SAPF滤波器直流侧的电压值Udc，将所述电压值Udc与指令电压相比较，并经过PI电压控制器生成谐波指令电流的有功功率分量Pdc，PI电压控制器将生成谐波指令电流的有功功率分量Pdc传输至谐波电流检测环节；步骤4、谐波电流检测环节根据负载电流iCL、同步信号θe以及谐波指令电流的有功功率分量Pdc生成SAPF谐波补偿指令电流i*；步骤5、检测并获取SAPF滤波器输出的SAPF补偿电流if，在获取SAPF补偿电流if后确定SAPF补偿电流if与SAPF谐波补偿指令电流i*的电流偏差值Δi，其中，所述电流偏差值Δi为Δi＝i*‑if；将得到的电流偏差值Δi输入至PI电流控制器，以使得PI电流控制器根据电流偏差值Δi生成调制波电压u1，生成的调制波电压u1为u1=(Kp+Kis)×(i*-if),]]>其中，kp、ki分别为PI电流控制器的比例和积分常数；步骤6、获取FC支路的FC电容电流ic，FC电容电流ic经过反馈比例调节器后，以得到反馈调节值‑Kc×ic；将反馈调节值‑Kc×ic与调制波电压u1相叠加，以生成综合调制波电压u，所述综合调制波电压u为u＝u1‑kc×ic；步骤7、对综合调制波电压u采用空间矢量脉宽调制输出PWM触发脉冲，以通过PWM触发脉冲触发SAPF滤波器内的开关工作。...

【技术特征摘要】
1.一种基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法，其特征是，所述HAPF谐振抑制方法包括如下步骤：步骤1、获取负载电流iCL，并将获取的负载电流iCL传输至谐波电流检测环节；步骤2、获取三相电网的电网电压ug，对于获取的电网电压ug，通过PLL锁相环获取所述电网电压ug的同步信号θe，PLL锁相环将获取的同步信号θe传输至谐波电流检测环节；步骤3、获取SAPF滤波器直流侧的电压值Udc，将所述电压值Udc与指令电压相比较，并经过PI电压控制器生成谐波指令电流的有功功率分量Pdc，PI电压控制器将生成谐波指令电流的有功功率分量Pdc传输至谐波电流检测环节；步骤4、谐波电流检测环节根据负载电流iCL、同步信号θe以及谐波指令电流的有功功率分量Pdc生成SAPF谐波补偿指令电流i*；步骤5、检测并获取SAPF滤波器输出的SAPF补偿电流if，在获取SAPF补偿电流if后确定SAPF补偿电流if与SAPF谐波补偿指令电流i*的电流偏差值Δi，其中，所述电流偏差值Δi为Δi＝i*-if；将得到的电流偏差值Δi输入至PI电流控...

【专利技术属性】
技术研发人员：许胜，
申请(专利权)人：泰州学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32