【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电网电能质量补偿，具体涉及基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法及有源电力滤波器。
技术介绍
1、随着配电网中电力电子化器件的投入及分布式能源的并网，配电网谐波污染问题不容忽视。此外，受负荷不对称接入及配电网不对称短路故障影响，配电网三相不平衡问题已成为最常见的电能质量问题之一。当网侧电压三相不平衡时，整流负荷类非线性负载的运行状态将发生较大变化，并向电网注入负序及低次谐波电流。受此影响，配电网非线性负载的谐波电流频次序列随之改变，造成有源电力滤波器谐波检测误差增大，降低有源电力滤波器的谐波补偿性能。
2、有源电力的谐波检测可分为三类：与基波求差型的电流检测方法、单次谐波电流提取和基于序列提取的电流检测方法。后两种方法需要多个滤波单元虽然能实现多个谐波量监测，但计算量大，只适用于特定次谐波补偿。与基波求差型的电流检测方法中，其精确主要取决于基波正序分量的检测精度。其中，ip-iq电流检测法因为结构简单且谐波检测效果较好，应用最为广泛。但是，当三相不平衡时，ip-iq电流检测法受锁相环相位误差影响，检测精度有所下降。
3、对此，有学者提出了基于二阶广义积分器(second order generalizedintegrator，sogi)的双二阶广义积分器(double sogi，dsogi)，实现基波正序分量的提取。然而，在三相不平衡条件下，非线性负载会产生负序及3次谐波电流，降低检测精度。可见，如何保证三相不平衡条件下有源电力滤波器基波正序分量的检测精度是提升谐波补偿质量的关键
4、为此，本文建立了一种基于改进滤波器的正序基波电流检测方法，并在此基础上提出了一种面向三相不平衡条件下谐波电流补偿方法及有源电力滤波器模型。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有三相不平衡条件下有源电力滤波器基波正序分量检测方法精度不高，谐波电流补偿效果不佳的不足，提供一种基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，提升三相不平衡条件下基波正序分量的检测精度，从而提升谐波补偿质量。本专利技术同时提供一种基于改进滤波器的有源电力滤波器。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，包括：
3、采集非线性负载的三相负载实际电流；
4、对采集到的三相负载实际电流进行clark变换求得三相负载实际电流的α、β分量；
5、采用tossi-sogi滤波器获取三相负载实际电流的α、β分量的两组正交信号，tossi-sogi滤波器包括sogi-3滤波器和tossi滤波器，且sogi-3滤波器和tossi滤波器的输出相互作为对方的负反馈信号，sogi-3滤波器为角频率为3次谐波角频率的二阶广义积分器，tossi滤波器为三阶正弦积分器；
6、根据三相负载实际电流的α、β分量的两组正交信号得到基波正序电流α、β分量估计值；
7、对基波正序电流α、β分量估计值与实际电流α、β分量做差得到待补偿的负序及谐波电流的α、β分量；
8、通过反clark变换将待补偿的负序及谐波电流的α、β分量转换为待补偿三相电流值。本专利技术的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，采用tossi-sogi滤波器获取三相负载实际电流的α、β分量的两组正交信号，对基波正序电流α、β分量估计值与实际电流α、β分量做差得到待补偿的负序及谐波电流的α、β分量，降低了3次谐波及负序电流所造成的谐波检测误差，提升了非线性负载正序基波电流的检测精度，进而提升有源电力滤波器的谐波补偿效果。
9、作为改进，通过电流传感器采集非线性负载的三相负载实际电流；
10、采集得到的三相负载实际电流的具体表达式为：
11、
12、
13、
14、其中，ia、ib和ic分别为负载的a、b、c三相相电流，和分别为h次谐波电流的正序分量幅值和负序分量幅值，和分别为h次谐波电流的正序分量相位和负序分量相位，ω为基波角频率，t为时间。
15、作为改进，通过clark变换得到的三相负载实际电流的α、β分量的具体表达式为：
16、
17、
18、其中，iα、iβ为三相负载实际电流的α、β分量。
19、作为改进，采用两个并行的tossi-sogi滤波器分别获取三相负载实际电流的α、β分量的两组正交信号。
20、作为改进，sogi-3滤波器的传递函数为：
21、
22、
23、其中，v(s)为sogi-3滤波器输入信号，s为积分算子，其为sogi-3滤波器输入信号iα或iβ的复频域表示，和为sogi-3滤波器输出的两路正交信号，ωr为3次谐波角频率，ωr＝2×π×150rad/s，k为常数，取
24、tossi滤波器的传递函数为：
25、
26、
27、其中，vm(s)为tossi滤波器输入信号，和为tossi滤波器输出的两路正交信号，ω为基波角频率，k1和k2为常数，分别取2.33和2.8。
28、作为改进，tossi-sogi滤波器输出的一组正交信号为：
29、
30、
31、分别采用两个tossi-sogi滤波器获取电流α、β分量的两组正交分量为和
32、
33、作为改进，提取得到的iα和iβ的基波正序分量的估计值表示为：
34、
35、
36、其中，和分别为基波正序电流α、β分量的估计值。
37、作为改进，通过基波正序电流α、β分量估计值与实际电流α、β分量iα、iβ做差得到待补偿的负序及谐波电流的α、β分量，具体表达式为：
38、
39、
40、其中，ifα、ifβ分别是到待补偿的负序及谐波电流的α、β分量。
41、作为改进，通过等效有功电流注入实现直流电压稳定，有功电流注入方式为直流电压通过pi调节产生一定的参考电流值，具体表达式为：
42、
43、
44、
45、其中，和分别为注入等效有功电流的α、β分量，和分别为网侧电压基波正序分量α、β分量的估计值，ρ为等效有功电流调节因子，kp和ki分别为电压环的比例系数和积分系数，和udc分别为直流电压的参考值和实际值；
46、注入有功电流后的待补偿电流值和为：
47、
48、
49、通过反clark变换将待补偿电流值和转换为待补偿三相电流值具体表达式为：
50、
51、作为改进，还包括：通过滞环控制生成pwm输入参考电流值即待补偿三相电流值，通过pwm调制生成有源电力滤波器的开关信号s1-s6，从而实现非线性负载谐波电流补偿。
52、基于改进滤波器的有源本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：通过电流传感器采集非线性负载的三相负载实际电流；
3.根据权利要求2所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：采用两个并行的TOSSI-SOGI滤波器分别获取三相负载实际电流的α、β分量的两组正交信号。
4.根据权利要求3所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：SOGI-3滤波器的传递函数为：
5.根据权利要求4所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：TOSSI-SOGI滤波器输出的一组正交信号为：
6.根据权利要求5所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：提取得到的iα和iβ的基波正序分量的估计值表示为：
7.根据权利要求6所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：通过基波正序电流α、β分量估计值与实际电流α、β分量
8.根据权利要求7所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：通过等效有功电流注入实现直流电压稳定，有功电流注入方式为直流电压通过PI调节产生一定的参考电流值，具体表达式为：
9.根据权利要求1所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：还包括：通过滞环控制生成PWM输入参考电流值即待补偿三相电流值，通过PWM调制生成有源电力滤波器的开关信号S1-S6，从而实现非线性负载谐波电流补偿。
10.基于改进滤波器的有源电力滤波器，采用权利要求1至9任一所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：包括：
...【技术特征摘要】
1.基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：通过电流传感器采集非线性负载的三相负载实际电流；
3.根据权利要求2所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：采用两个并行的tossi-sogi滤波器分别获取三相负载实际电流的α、β分量的两组正交信号。
4.根据权利要求3所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：sogi-3滤波器的传递函数为：
5.根据权利要求4所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：tossi-sogi滤波器输出的一组正交信号为：
6.根据权利要求5所述的基于改进滤波器的三相不平衡条件下谐波电流补偿方法，其特征在于：提取得到的iα和iβ的基波正序分量的估计值表...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵先军，杨智，梁苏宁，黄辉，黄凤，符玲，麦瑞坤，徐华，詹江杨，郑一鸣，金凌峰，林浩凡，蔺家骏，童力，蒋鹏，于兵，郭颖，李红艳，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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