谐波补偿控制方法、静止无功发生器以及存储介质技术

本申请公开一种谐波补偿控制方法、级联型静止无功发生器以及存储介质，所述方法包括：将负载电流投影到基波正负序旋转坐标系，并通过高阶低通滤波器得到负载总谐波电流；确定谐波补偿次数；根据确定的谐波补偿次数，将所述负载总谐波电流投影到各次谐波正负序旋转坐标系，并通过所述高阶低通滤波器得到各次谐波补偿指令。本申请通过多个一阶或二阶低通滤波器级联形成的高阶低通滤波器，计算谐波补偿指令并向电网输出相应的谐波电流；有效提高谐波补偿指令的幅值和相位精度，实现特定次谐波的准确补偿。

Harmonic Compensation Control Method, Static Reactive Power Generator and Storage Media

This application discloses a harmonic compensation control method, a cascaded static var generator and a storage medium. The method includes: projecting the load current into the fundamental positive and negative sequence rotating coordinate system, obtaining the total harmonic current of the load through a high-order low-pass filter, determining the harmonic compensation times, and projecting the total harmonic current of the load to each harmonic according to the determined harmonic compensation times. The wave is rotated in positive and negative order coordinate system, and each harmonic compensation instruction is obtained through the high-order low-pass filter. This application calculates harmonic compensation instructions and outputs corresponding harmonic currents to the power grid through a series of high-order low-pass filters cascaded by first or second-order low-pass filters; effectively improves the amplitude and phase accuracy of harmonic compensation instructions, and achieves accurate compensation for specific sub-harmonics.

【技术实现步骤摘要】
谐波补偿控制方法、静止无功发生器以及存储介质
本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种谐波补偿控制方法、级联型静止无功发生器以及存储介质。
技术介绍
风电、光伏等新能源，具备无污染、无碳排放、可重复利用等优点，得到了广泛的开发利用。但是新能源具有输出功率不平稳和电能质量差等缺点，可能造成严重的电网电压波动。为了稳定电压，需要在新能源电站中投入容量合适的无功补偿装置。SVG(StaticVarGenerator，静止无功发生器)作为新一代的无功补偿装置，相较于FC、SVC等传统无功补偿装置，具备动态响应速度快、补偿精度高等优点。SVG采用级联拓扑结构，极大的提高了等效开关频率，有利于其输出抵消被补偿设备高次谐波的补偿电流，有效解决风电、太阳能等清洁能源接入电网时的电能质量问题。然而现有SVG产品虽能对谐波进行一定程度补偿，但是SVG补偿后接入点的残留谐波较大，引发这一问题的原因在于负载谐波电流分离精度不高。负载谐波电流问题与设备非线性工作特性、电网状态和设备工况密切相关，有可能是设备自激产生谐波，也有可能是电网扰动导致设备的被动响应，这都会对电网稳定性产生威胁，因此需要提高负载在电网接入点的电能质量。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种谐波补偿控制方法、级联型静止无功发生器以及存储介质，以解决如何提高负载在电网接入点的电能质量的问题。本申请解决上述技术问题所采用的技术方案如下：根据本申请的一个方面，提供的一种谐波补偿控制方法，该方法用于级联型静止无功发生器，所述方法包括：将负载电流投影到基波正负序旋转坐标系，并通过高阶低通滤波器得到负载总谐波电流；确定谐波补偿次数；根据确定的谐波补偿次数，将所述负载总谐波电流投影到各次谐波正负序旋转坐标系，并通过所述高阶低通滤波器得到各次谐波补偿指令。根据本申请的一个方面，提供的一种级联型静止无功发生器，所述级联型静止无功发生器包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的谐波补偿控制程序，所述谐波补偿控制程序被所述处理器执行时用于实现所述的谐波补偿控制方法的步骤。根据本申请的一个方面，提供的一种存储介质，所述存储介质上存储有谐波补偿控制程序，所述谐波补偿控制程序被所述处理器执行时用于实现所述的谐波补偿控制方法的步骤。本申请实施例的谐波补偿控制方法、级联型静止无功发生器以及存储介质，通过多个一阶或二阶低通滤波器级联形成的高阶低通滤波器，计算谐波补偿指令并向电网输出相应的谐波电流；有效提高谐波补偿指令的幅值和相位精度，实现特定次谐波的准确补偿。附图说明图1为本申请第一实施例的谐波补偿控制方法流程示意图；图2为本申请实施例的高阶低通滤波器结构示意图；图3为本申请实施例的高阶低通滤波器工作结构示意图；图4为本申请实施例的高阶低通滤波器另一工作结构示意图；图5为采用本申请实施例的高阶低通滤波器的滤波效果结构示意图；图6为采用本申请实施例的高阶低通滤波器的滤波效果另一结构示意图；图7为本申请实施例的特定次谐波补偿控制结构示意图；图8为本申请第二实施例的级联型静止无功发生器结构示意图。本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。第一实施例如图1所示，本申请第一实施例提供一种谐波补偿控制方法，该方法用于级联型静止无功发生器。所述方法包括：步骤S11、将负载电流投影到基波正负序旋转坐标系，并通过高阶低通滤波器得到负载总谐波电流。在本实施例中，将负载电流投影到基波正负序旋转坐标系，通过高阶低通滤波器可得到正负序基波分量，进而得到负载总谐波电流。在一种实施方式中，所述将负载电流投影到基波正负序旋转坐标系，并通过高阶低通滤波器得到负载总谐波电流，之前还包括：通过多个一阶或二阶低通滤波器级联形成所述高阶低通滤波器。具体地，一阶低通滤波器对周期性干扰具有良好的抑制作用，但是存在相位滞后和灵敏度低的问题，高频部分幅频特性下降陡度不够，因此不能满足谐波分离的需要，在使用过程中不同滤波系数得到的直流分量有很大差异，且使谐波在DQ轴相角出现偏离，计算的谐波电流补偿指令不准确。高阶低通滤波器的使用与控制器硬件计算资源、中断执行时间存在矛盾，且采样频率与通带频率比值过大，归一化误差大，滤波器稳定性不佳。基于上述滤波器存在的问题，对高阶低通滤波器进行改进，如下所示：a)如图2所示，将高阶低通滤波器改为n个二阶低通滤波器的级联，且每个中断周期执行m个基本滤波单元，一次完整滤波的完成需要n/m个中断周期(n是m的倍数)，将高阶低通滤波器与级联SVG单元内部通讯方式(主控与功率单元之间)结合起来；b)每一个滤波周期内，待滤波采样数据不更新，电流指令维持上一次滤波结果不变，直至本次滤波完成再更新电流指令；c)这种级联滤波器的设置方式等效降低采样频率，使采样频率与通带频率的比值处于一个较为合理范围；d)高阶低通滤波器的级联级数过小影响滤波效果，而级联级数过大又会导致滤波信号延时很大，降低控制系统响应速度，因此需要将高阶低通滤波器的级联级数需控制在一定范围，其中减小高阶低通滤波器的级联级数是要面临的主要问题，级联级数的减小可以从两个方面入手，一方面降低高阶低通滤波器的阶数(减小n)，另一方面将若干个二阶低通滤波器合并到一个控制周期执行(增大m)。步骤S12、确定谐波补偿次数。在本实施例中，谐波补偿次数可由用户选择，一般的谐波补偿次数建议为13次以下。步骤S13、根据确定的谐波补偿次数，将所述负载总谐波电流投影到各次谐波正负序旋转坐标系，并通过所述高阶低通滤波器得到各次谐波补偿指令。在本实施例中，在各次谐波处理分支中，将负载总谐波电流投影到各次谐波正负序旋转坐标系，通过高阶低通滤波器得到正负序谐波分量，生成相应谐波补偿指令。若用户没有选择某次谐波，相应的谐波补偿无功指令自动赋值为0。在一种实施方式中，所述根据确定的谐波补偿次数，将所述负载总谐波电流投影到各次谐波正负序旋转坐标系，并通过所述高阶低通滤波器得到各次谐波补偿指令，之后还包括：根据所述高阶低通滤波器的幅频特性、相频特性以及采样延时周期，对所述各次谐波补偿指令进行幅值和相位修正。在该实施方式中，所述根据所述高阶低通滤波器的幅频特性、相频特性以及采样延时周期，对所述各次谐波补偿指令进行幅值和相位修正，之后还包括：计算修正后的各次谐波补偿指令之和，得到总谐波补偿指令；根据所述总谐波补偿指令输出谐波电流。为了更好地阐述谐波补偿控制过程，以下以9级功率单元级联的SVG为例进行说明：SVG主控制器以每控制周期仅与一级的三相功率单元进行通讯的方式，依次控制9级功率单元。首先按功率单元个数配置高阶低通滤波器，则三相控制一共需要配置27个高阶低通滤波器，每个高阶低通滤波器由9个二阶低通滤波器级联形成，需要9个控制周期执行时间，此时待滤波采样数据更新频率为功率单元IGBT开关频率，是控制频率的1/9，如图3所示。然后采用合并二阶低通滤波器和降低高阶低通滤波器阶数措施，将高阶低通滤波器执行时间由9个控制周期降低为3个控制周期，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐波补偿控制方法，该方法用于级联型静止无功发生器，所述谐波补偿控制方法方法包括：将负载电流投影到基波正负序旋转坐标系，并通过高阶低通滤波器得到负载总谐波电流；确定谐波补偿次数；根据确定的谐波补偿次数，将所述负载总谐波电流投影到各次谐波正负序旋转坐标系，并通过所述高阶低通滤波器得到各次谐波补偿指令。

【技术特征摘要】
1.一种谐波补偿控制方法，该方法用于级联型静止无功发生器，所述谐波补偿控制方法方法包括：将负载电流投影到基波正负序旋转坐标系，并通过高阶低通滤波器得到负载总谐波电流；确定谐波补偿次数；根据确定的谐波补偿次数，将所述负载总谐波电流投影到各次谐波正负序旋转坐标系，并通过所述高阶低通滤波器得到各次谐波补偿指令。2.根据权利要求1所述的谐波补偿控制方法，其特征在于，所述将负载电流投影到基波正负序旋转坐标系，并通过高阶低通滤波器得到负载总谐波电流，之前还包括：通过多个一阶或二阶低通滤波器级联形成所述高阶低通滤波器。3.根据权利要求1所述的谐波补偿控制方法，其特征在于，确定的谐波补偿次数为13次以下。4.根据权利要求1所述的谐波补偿控制方法，其特征在于，所述根据确定的谐波补偿次数，将所述负载总谐波电流投影到各次谐波正负序旋转坐标系，并通过所述高阶低通滤波器得到各次谐波补偿指令，之后还包括：根据所述高阶低通滤波器的幅频特性、相频特性以及采样延时周期，对所述各次谐波补偿指令进行幅值和相位修正。5.根据权利要求4所述的谐波补偿控制方法，其特征在于，所述根据所述高阶低通滤波器的幅频特性、相频特性以及采样延时周期，对所述各次谐波补偿指令进行幅值和相位修正，之后还包括：计算修正后的各次谐波补偿指令之和，得到总谐波补偿指令；根据所述总谐波补偿指令输出谐波电流。6.一种级联型静止无功发生器，其特征在于，所述级联型静止无功发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚李伟，陈志远，谢磊，
申请(专利权)人：深圳市禾望电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44