一种apf电流控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及有源电力滤波器技术领域，特别是一种APF电流控制方法及系统。
【背景技术】
[0002] 有源电力滤波器APF是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它 能够对大小和频率都变化的谐波W及变化的无功进行补偿。目前有源电力滤波器采用现代 电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设 备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实 时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器(DSP) 对信号进行处理，将谐波与基波分离，并W脉宽调制(PWM)信号形式向补偿电流发生电路送 出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电 流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波。
[0003] 目前的有源电力滤波器APF的电流跟踪控制的响应速度较慢，使得APF的补偿效果 低，电网电流崎变大。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种APF电流控制方法及系统，W改善提高现有电流控制的 响应速度，使得APF的补偿效果提高，电网电流崎变大大减小。
[000引为了解决上述技术问题，本发明提供一种APF电流控制方法，包括：
[0006] 步骤一、记录并关联存储上一工频周期内多个采样时刻分别采集的电网线路中的 多个第一电流参考值.
[0007] 步骤二、在当前工频周期开始后，获取当前工频周期内当前采样时刻k采集的电网 线路中的第二电流参考值Kk),再读取所述上一工频周期内与当前采样时刻的下一个采样 时刻对应的一个第一电流参考值i(k+l)，将运两个电流参考值代入公式化=[i(k+l)-i 化)]*L/Tsamp 1 e中计算得到输出值Ua;同时，将所述当前采样时亥化采集的电流参考值K k) 和当前实际电流值i做差后得到当前电流误差值Ue,将当前电流误差值Ue直接输入比例谐振 控制器使得比例谐振控制器输出化，再将化、当前电网电压Us与化求和相加后得到控制电压 U。;其中，L为滤波电感的电感值，Tsample为一个工频周期值;每个所述工频周期内的多个采 样时刻分别--对应；
[000引步骤=、对所述控制电压Uc进行脉宽调制信号处理形成驱动脉冲信号W驱动 IGBT。
[0009]本发明的有益效果是:本发明设计更加科学合理，实现了超前控制，通过记录上一 工频周期中每个采样时刻的电流参考值，当每个当前工频周期开始时，首先读取当前工频 周期当前时刻的电流参考值，再读取上一工频周期中对应当前工频周期当前时刻的下一个 时刻的电流参考值。由于APF所处理的谐波和无功电流一般都是周期出现的，所W读取的上 一工频周期中的电流参考值就是当前工频周期未来下一时刻即将出现的电流参考值，将运 两个值代入计算公式中得到超前控制环节的输出值，进而进行后续处理，超前控制环节的 加入大大改善了电流控制的响应速度，使得APF的补偿效果提高，电网电流崎变大大减小。
[0010] 优选的，所述APF电流控制方法还包括:依次循环执行所述步骤一、步骤二和步骤 _? O
[0011] 进一步的，在依次循环执行所述步骤一、步骤二和步骤=时，所述步骤二中获取当 前工频周期内当前采样时刻k采集的电网线路中的第二电流参考值Kk)后，将当前采样时 亥化对应的第二电流参考值i(k)存储，供下一工频周期内对应的采样时刻读取来计算所述 输出值化。
[0012] 在一个实施例中，所述步骤=中对所述控制电压Uc进行脉宽调制信号处理具体 为:将所述控制电压化与=角载波进行比较产生PWM信号。
[OOU]本发明实施例还提供一种APF电流控制系统，包括：
[0014] 电流传感器，用于在每个工频周期内采集电网线路中的电流模拟量；
[0015] 电压传感器，用于在每个工频周期内采集电网电压模拟量；
[0016] 信号调理电路，与所述电流传感器和电压传感器连接，用于将所述电流传感器和 电压传感器分别采集的电流和电压模拟量进行滤波和限幅处理后送入高速AD转换器；
[0017] 高速AD转换器，与所述信号调理电路连接，用于将所述信号调理电路处理后的电 流和电压模拟量转换为数字量；
[0018] FPGA电路模块，与所述高速AD转换器连接，用于执行上述任一实施例所述的APF电 流控制方法W输出驱动脉冲信号驱动IGBT。
[0019] 优选的，所述FPGA电路模块还连接有显示器。
[0020] 进一步的，所述FPGA电路模块通过DSP通信模块与所述显示器连接。
[0021 ]进一步的，所述FPGA电路模块还连接有辅助DSP模块。
[0022] 本发明的有益效果是:本发明设计更加科学合理，实现了超前控制，通过记录上一 工频周期中每个采样时刻的电流参考值，当每个当前工频周期开始时，首先读取当前工频 周期当前时刻的电流参考值，再读取上一工频周期中对应当前工频周期当前时刻的下一个 时刻的电流参考值。由于APF所处理的谐波和无功电流一般都是周期出现的，所W读取的上 一工频周期中的电流参考值就是当前工频周期未来下一时刻即将出现的电流参考值，将运 两个值代入计算公式中得到超前控制环节的输出值，进而进行后续处理，超前控制环节的 加入大大改善了电流控制的响应速度，使得APF的补偿效果提高，电网电流崎变大大减小。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明APF电流控制方法流程示意图；
[0024] 图2是图1中的超前控制环节的具体流程图；
[0025] 图3是本发明APF电流控制系统示意图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。
[0027] 本发明提供一种APF电流控制方法，包括W下步骤：
[0028] 步骤一、记录并关联存储上一工频周期内多个采样时刻分别采集的电网线路中的 多个第一电流参考值.
[0029] 步骤二、在当前工频周期开始后，获取当前工频周期内当前采样时刻k采集的电网 线路中的第二电流参考值Kk),再读取所述上一工频周期内与当前采样时刻的下一个采样 时刻对应的一个第一电流参考值i(k+l)，将运两个电流参考值代入公式化=[i(k+l)-i 化)]*L/Tsamp 1 e中计算得到输出值Ua;同时，将所述当前采样时亥化采集的电流参考值K k) 和当前实际电流值i做差后得到当前电流误差值Ue,将当前电流误差值Ue直接输入比例谐振 控制器使得比例谐振控制器输出化，再将化、当前电网电压Us与化求和相加后得到控制电压 U。;其中，L为滤波电感的电感值，Tsample为一个工频周期值;每个所述工频周期内的多个采 样时刻分别--对应；
[0030] 步骤=、对所述控制电压U。进行脉宽调制信号处理形成驱动脉冲信号W驱动 IGBT。
[0031] 本发明设计更加科学合理，实现了超前控制，通过记录上一工频周期中每个采样 时刻的电流参考值，当每个当前工频周期开始时，首先读取当前工频周期当前时刻的电流 参考值，再读取上一工频周期中对应当前工频周期当前时刻的下一个时刻的电流参考值。 由于APF所处理的谐波和无功电流一般都是周期出现的，所W读取的上一工频周期中的电 流参考值就是当前工频周期未来下一时刻即将出现的电流参考值，将运两个值代入计算公 式中得到超前控制环节的输出值，进而进行后续处理，超前控制环节的加入大大改善了电 流控制的响应速度，使得APF的补偿效果提高，电网电流崎变大大减小。
[0032] 优选的，所述APF电流控制方法还包括:依次循环执行所述步骤一、步骤二和步骤 =。在依次循环执行所述步骤一、步骤二和步骤=时，所述步骤二中获取当前工频周期内当 前采样时刻k采集的电网线路中的第二电流参考值Kk)后，将当前采样时刻k对应的第二电 流参考值Kk)存储，供下一工频周期内对应的采样时刻读取来计算所述输出值化。运样可 动态实现超前控制，大大改善了电流控制的响应速度，使得APF的补偿效果进一步提高，电 网电流崎变进一步大大减小。
[0033] 在一个实施例中，所述步骤=中对所述控制电压Uc进行脉宽调制信号处理具体 为:将所述控制电压U。与=角载波进行比较产生PWM信号。采用该成熟方案，简单易实施，运 行稳定可靠。下面结合图1-2示例具体说明本发明。
[0034] 本发明APF电流控制方法实现了超前控制，参看图1-2,由电流参考值读取、输出值 计算、参考值读取等环节组成。超前控制环节记录上一工频周期中每个时刻的电流参考值， 当前工频周期即本工频周期开始时，首先读取本工频周期当前时刻k的电流参考值i*，再读 取上一工频周期中对应本工频周期当前时刻的下一个时刻的电流参考值i*(k+i)。由于APF所 处理的谐波和无功电流一般都是周期出现的，所W读取的电流参考值i*(W就是本工频周 期未来下一时刻即将出现的电流参考值。举例来说，每个所述工频周期内的多个采样时刻 分别一一对应，例如上一工频周期Tl、T2、T3、W四个时刻分别对应有四个电流参考值，本工 频周期也要在运四个时刻采样电流参考值并进行后续的处理，那么当读取本工频周期当前 时刻Tl的电流参考值i*，再读取上一工频周期中对应