[0046] PI电压控制器120根据电压值Ud。与指令电压t/i比较的结果生成的谐波指令电 流的有功功率分量P d。为：
[0047]
[0048] 其中，kpd。、kld。分别为PI电压控制器120的比例和积分常数。PI电压控制器120 内的比例常数k pd。、积分常数kld。的大小可以根据试验进行确定，具体为本技术领域人员所 熟知。
[0049] 步骤4、谐波电流检测环节130根据负载电流ia、同步信号Θ e以及谐波指令电流 的有功功率分量Pd。生成SAPF谐波补偿指令电流i %
[0050] 本发明实施例中，谐波电流检测环节130根据负载电流ia、谐波指令电流的有功 功率分量？,。以及同步信号Θ ^共同生成SAPF谐波补偿指令电流i%谐波电流检测环节130 确定生成SAPF谐波补偿指令电流Γ的过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
[0051] 步骤5、检测并获取SAPF滤波器100输出的SAPF补偿电流if，在获取SAPF补偿 电流i f后确定SAPF补偿电流i f与SAPF谐波补偿指令电流i $的电流偏差值△ i，其中，所 述电流偏差值A i为
[0052] Ai = i*-if；
[0053] 将得到的电流偏差值Δ i输入至PI电流控制器160,以使得PI电流控制器160根 据电流偏差值A i生成调制波电压U1，生成的调制波电压^为
[0054]
[0055] 其中，kp、Ic1分别为PI电流控制器160的比例和积分常数；
[0056] 本发明实施例中，可以通过常规的技术手段SAPF滤波器100输出的SAPF补偿电 流i f，在获取SAPF补偿电流if后，将SAPF补偿电流i f与SAPF谐波补偿指令电流i $均输 入至电流比较器150内，由电流比较器150确定SAPF补偿电流if与SAPF谐波补偿指令电 流P的电流偏差值A i。PI电流控制器160根据电流偏差值△ i得到调制波电压u pPI电 流控制器160内比例常数kp、积分常数Ic1具体可以通过经验、试验等技术手段确定，具体确 定过程为本技术领域人员确定。
[0057] 步骤6、获取FC支路的FC电容电流i。，FC电容电流i。经过反馈比例调节器180 后，以得到反馈调节值-K' i。;将反馈调节值-K ' i。与调制波电压u i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
[0058] u = UfkcX ic;
[0059] 本发明实施例中，可以采用常规技术手段获取FC支路的FC电容电流i。，将获取的 FC电容电流i。输入至反馈比例调节器180内，反馈比例调节器180的比例调节值为-K。，即 经过反馈比例调节器180得到的反馈调节值为-IX i。。反馈调节值-IX i。与调制波电压 U1由反馈比较器170叠加，在叠加后，由反馈比较器170输出综合调制波电压u。一般地， 1(。多0。当1(。=0,即没有采取电容电流反馈控制；随着K。的增加，稳定裕度越来越大，谐振 峰值越来越低，电流跟踪控制的相角偏差也越来越小。
[0060] 步骤7、对综合调制波电压u采用空间矢量脉宽调制输出PffM触发脉冲，以通过 PWM触发脉冲触发SAPF滤波器100内的开关工作。
[0061] 本发明实施例中，反馈比较器170的输出端与SVPffM调制器190连接，SVPffM调制 器190能对综合调制波电压u采用空间矢量脉宽调制，以输出对应的PffM触发脉冲。SVPffM 调制器190对综合调制波电压u的空间矢量脉宽调制过程为本技术领域人员所熟知，此处 不再赘述。在由SVPffM调制器190输出的PffM触发脉冲触发SAPF滤波器100内的开关工 作后，能实现SAPF滤波器100的SAPF补偿电流i f调节，使得SAPF补偿电流i f能精确跟踪 SAPF谐波补偿指令电流Γ。
[0062] 此外，获取FC支路的FC电容电流i。，将FC电容电流i。通过反馈比例调节器180 进行比例控制后实现负反馈，反馈调节值-IX i。与调制波电压u i相叠加，以生成综合调制 波电压u，SVPffM调制器190根据综合调制波电压u输出PffM触发脉冲。通过上述过程，能 形成整个HAPF谐振抑制的闭环，从而在实现对负载电流i a补偿的同时，有效抑制串联和并 联谐振。
[0063] 在具体实施时，为了确定本发明对HAPF谐振抑制的可行性及有效性，对于不同环 节中的具体取值为：
[0064]
[0065] 三相电网的电网电压\存在谐波，通过测量获得电网电压u g主要次谐波的含有率 如下表所示：
[0066]
[0067] 下面通过本发明与现有技术中的几种HAPF谐振抑制方法进行对比，具体为：
[0068] I)、切除FC支路，投入整流器谐波负载
[0069] 在未投入FC支路的情况下，实验结果如图3所示。由图3可见，SAPF滤波器100 具有较好的谐波补偿效果，由于没有投入FC支路，系统未发现谐振情况。
[0070] 2)、投入FC支路，切除整流器谐波负载
[0071] 由于实施时不投入谐波源负载，主要分析由电网电压Ug的谐波电压引起的串联谐 振特性及其抑制情况，如图4~图7所示。
[0072] 图4为SAPF滤波器100未启动，仅投入FC支路时的实验波形，Usab为电网线电压。 由图可见，串联谐振引起FC电容电流i。的波形畸变，其中13次谐波电流含有率接近30%。
[0073] 图6和图7为SAPF滤波器100启动后，分别采用现有谐振抑制方法和本发明谐振 抑制方法时的谐波抑制实验波形。由图可见，在现有谐振抑制方法下，系统启动后处于不稳 定状态，FC电容电流i。和SAPF补偿电流i f振荡，该结论说明现有控制方法不能有效抑制 系统串联谐振，导致整个电路不能正常运行；而采用本发明的谐振抑制方法时，SAPF滤波 器100能够有效抑制系统谐振，并基本补偿FC支路的无功功率。
[0074] 3)、投入FC支路和整流器谐波负载
[0075] 在投入FC支路以及整流器谐波负载后，能验证在电网电压Ug和负载谐波电流源 共同作用下系统发生串、并联混合谐振时的谐振特性及其抑制情况，如图7~图10所示。
[0076] 图8为SAPF滤波器100未启动，投入FC支路和整流器谐波负载时的实验波形。由 图可见，混合谐振引起FC电容电流i。的波形畸变。
[0077] 图9、图10为SAPF滤波器100启动后分别采用现有谐波抑制方法和本发明的谐振 抑制实验波形。由图可见，采用现有谐振抑制方法处于不稳定状态，FC电容电流i。和SAPF 补偿电流if振荡发散，大约11个工频周期后装置过流跳闸，该结论进一步说明现有谐波抑 制方法不能有效抑制系统串、并联谐振，装置不能正常运行；而采用本发明的谐波抑制方法 时，SAPF滤波器100能够有效抑制系统串、并联谐振，并对负载谐波有较好的补偿效果。
【主权项】
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ia，并将获取的负载电流ia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0e，PLL锁相环将获取的同步信号叭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Ud。，将所述电压值Ud。与指令电压Li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P^PI电压控制器将生成谐波指 令电流的有功功率分量Pd。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ia、同步信号匕以及谐波指令电流的有功功 率分量Pd。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Ai，其中，所述电流偏 差值Ai为 Ai=i*-if； 将得到的电流偏差值Ai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Ai生成调制波电压Ul，生成的调制波电压化为其中，kp、Ic1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fC电容电流i。经过反馈比例调节器后，以得到 反馈调节值-KtlXi。;将反馈调节值-Ki。与调制波电压ui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=UfkcXic; 步骤7、对综合调制波电压u采用空间矢量脉宽调制输出PffM触发脉冲，以通过PffM触 发脉冲触发SAPF滤波器内的开关工作。2. 根据权利要求1所述的基于电容电流反馈的HAPF谐振抑制方法，其特征是：PI电压 控制器生成的谐波指令电流的有功功率分量Pd。为
【专利摘要】本发明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。
【IPC分类】H02J3/01, H02J3/18
【公开号】CN105048463
【申请号】CN201510400922
【发明人】许胜
【申请人】泰州学院
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月9日