【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能质量治理，特别涉及一种带自适应谐波补偿功能的apf控制策略。
技术介绍
1、高比例电力电子负荷接入电网系统，给电网电能质量带来的影响日益严重，如果额外增加大量的补偿设备来改善电能质量，电网的运行和维护成本也会大大增加。传统无源电力滤波器(passive power filter，ppf)，只能消除特定次的谐波，且在系统发生波动时，也存在产生谐振的危险。有源电力滤波器(active power filter，apf)的应用解决了无源滤波器的这两个缺点，但apf成本高且功能单一。大量存在的异步电动机、电力电子装置等感性负载，在运行过程中会大量产生谐波电流、消耗电网无功功率，可能会导致apf超限，影响治理效果的同时也会使设备寿命降低。考虑到逆变器具有补偿的功能，可以将apf的逆变器主动参与电网谐波补偿，使其容量得到充分、有效地利用，从而到达治理电网谐波和三相不平衡的目的。如何有针对性地抑制危害大、含量高的特定次谐波，使apf容量得到高效利用，这是实现apf治理电网谐波和三相不平衡的最大难题之一。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种带自适应谐波补偿功能的apf控制策略，将自适应谐波选取限流与谐波阻抗控制相结合，使apf的容量得到高效利用。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种带自适应谐波补偿功能的apf控制策略，包括以下步骤：
3、步骤一、对系统容量进行检测，判断合成的指令电流是否超限；
4、
5、步骤三、设计自适应谐波补偿限流策略，若合成的指令电流超限，对特定次谐波进行检测，对特定次谐波进行补偿；
6、步骤四、再次进行系统容量检测，判断合成的指令电流是否超限；
7、步骤五、若容量不再超限，对选择后的谐波进行全补偿；
8、步骤六、若容量超限，对特定次谐波进行选取并在降容之后按需进行比例式限流。
9、优选的方案中，所述步骤一中，对系统容量的检测表达式如下：
10、
11、式中：igc、ih分别为并网有功指令电流和谐波补偿指令电流；当合成的指令电流小于逆变器允许流过的最大电流io.max时，表示系统还有剩余容量，因此k＝1；当时，表明逆变器容量超限。
12、优选的方案中，所述步骤二中，谐波阻抗控制中，apf支路电压电流关系表达式为：
13、
14、式中：为apf输出的h次谐波电压；为流入apf支路的h次谐波电流；zfh为apf外部等效h次谐波阻抗；为公共连接点的h次谐波电压；
15、由式(2)推导出apf输出的等效h次谐波阻抗表达式为：
16、
17、式中：zgh为apf输出等效h次谐波阻抗；
18、由式(3)可知，改变apf输出的h次谐波电压即可调节apf输出的等效h次谐波阻抗；
19、当apf输出电压与支路电流反向时，apf输出电压的表达式为：
20、
21、由式(4)可知，使滤波器无静差地跟踪apf并网点的谐波电压是实现控制apf输出电压的关键，据此建立apf的谐波阻抗协调控制策略，apf支路总等效阻抗越小，则apf所需输出的电压就越大，当进行全补偿时，谐波阻抗控制中k3-kn全闭合，其中n＝2k-1,k＝2,3,4,...。
22、优选的方案中，所述步骤三中，对特定次谐波进行检测，首先将三相负载电流变换至α、β坐标轴上，再变换至以速度nw逆时针同步旋转的坐标系下，此时仅第n次谐波电流为直流分量，其他均为交流分量；经低通滤波器后，可以滤除交流分量；再经过坐标反变换即得到第n次谐波分量，即为特定次谐波。
23、优选的方案中，所述特定次谐波选取的变换矩阵表达式如下：
24、
25、
26、优选的方案中，所述步骤六中，进行比例式限流的表达式如下：
27、
28、式中，∑is为选取的特定次谐波电流分量之和；igc为并网有功指令电流；io.max为逆变器允许流过的最大电流io.max。
29、本专利技术提供的一种带自适应谐波补偿功能的apf控制策略，具有以下有益效果：
30、1、自适应谐波补偿限流可以判断指令电流超过功率管限值时，先自动选取含量较多的谐波分量，舍弃含量少、危害小的谐波分量，再判断谐波选择后的合成指令电流是否超限，若未超限则对选择后的谐波分量进行全补偿，从而有针对性地进行谐波补偿，提高限流后的谐波补偿效果。谐波阻抗协调控制策略可以在对系统的指令电流进行无差控制的同时对各谐波分量进行独立控制，与自适应谐波补偿限流相结合还可以对选取的各谐波分量进行单独控制，使得限流后的谐波补偿效果进一步提高。
31、2、传统比例式限流缺乏针对性和有效性，没有考虑负载谐波特性和采用较优的限幅策略，影响了谐波补偿性能。自适应谐波补偿限流策略，可以对特定次谐波进行选取并在降容之后按需进行比例式限流，当检测到合成指令电流超过逆变器限流值时，先是对含量高、危害大的特定次谐波进行选取，并判断进行特定次谐波选取后的指令电流是否超限，若不再超限则对选择后的谐波进行全补偿。
32、3、将自适应谐波选取限流与谐波阻抗控制相结合，使apf的容量得到高效利用。
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1.一种带自适应谐波补偿功能的APF控制策略，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种带自适应谐波补偿功能的APF控制策略，其特征在于，所述步骤一中，对系统容量的检测表达式如下：
3.根据权利要求1所述的一种带自适应谐波补偿功能的APF控制策略，其特征在于，所述步骤二中，谐波阻抗控制中，APF支路电压电流关系表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种带自适应谐波补偿功能的APF控制策略，其特征在于，所述步骤三中，对特定次谐波进行检测，首先将三相负载电流变换至α、β坐标轴上，再变换至以速度nw逆时针同步旋转的坐标系下，此时仅第n次谐波电流为直流分量，其他均为交流分量；经低通滤波器后，可以滤除交流分量；再经过坐标反变换即得到第n次谐波分量，即为特定次谐波。
5.根据权利要求4所述的一种带自适应谐波补偿功能的APF控制策略，其特征在于，所述特定次谐波选取的变换矩阵表达式如下：
6.根据权利要求1所述的一种带自适应谐波补偿功能的APF控制策略，其特征在于，所述步骤六中，进行比例式限流的表达式如下：
【技术特征摘要】
1.一种带自适应谐波补偿功能的apf控制策略，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种带自适应谐波补偿功能的apf控制策略，其特征在于，所述步骤一中，对系统容量的检测表达式如下：
3.根据权利要求1所述的一种带自适应谐波补偿功能的apf控制策略，其特征在于，所述步骤二中，谐波阻抗控制中，apf支路电压电流关系表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种带自适应谐波补偿功能的apf控制策略，其特征在于，所述步骤三中，对特定次谐波进行检测，...
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