得到有功电流的三相瞬时值分别为：
初相角；
[0135] 8)用采集到的负载电流三相瞬时值减去7)得到的系统有功电流的三相瞬时值， 即得有源电力滤波器的指令电流信号，
[0137] 在PCC电压频率由《偏移到时，步骤3中得到有源电力滤波器的指令电流信 号具体按照以下步骤实施：
[0138] 1)系统PCC点电压和负载电流的瞬时值分别为：
[0141] 公式（14)、（15)中，m、n为谐波次数，+表示正序，-表示负序；％为角速度，t为 时间，K为正序m次谐波电压幅值，忑为负序m次谐波电压幅值，I为负序 m次谐波电压 的初始相角，为正序m次谐波电压的初始相角，为正序n次谐波电流幅值，4为负序 n次谐波电流幅值，^为负序n次谐波电流的初始相角，< 为正序n次谐波电流的初始相 角；
[0142] 2)将PCC点的电压和负载电流瞬时值转换为两相静止坐标系；
[0143] PCC点的电压在两相静止坐标系上的坐标值为：
[0147] 3)根据两相静止坐标系与旋转坐标系之间的空间位置转换得到电压矢量、电流矢 量在旋转坐标系上的坐标值；
[0148] 电压矢量在旋转坐标系上的坐标值为：
[0153] 4)采用低通滤波器提取电压矢量在旋转坐标系上的坐标值，得到PCC点电压和负 载电流基波正序分量在旋转坐标系上的坐标值为：
[0154]
[0155] 公式（20)中，耳+、J1+为基波正序电压、电流的幅值，为基波正序电压、 电流的初始相角，Y为xy坐标系的初相角；
[0156] 5)根据3)和4)中得到的电压、电流的基波正序分量在与基波正序电压同向同转 速的旋转坐标系上的坐标值，得到电压的基波正序分量与电流的基波正序分量之间的夹角 为没 1+-奶+;
[0157] 再根据有功电流的定义得到有功电流表达式如下：
[0162] 6)根据直流侧电压与期望值的偏差，应用PI控制器得到电压控制所需的有功电 流ipd。，再根据步骤3. 4中得到的PCC点电压基波正序分量在旋转坐标系上的坐标值，将ipd。 也投影到xy坐标系，其坐标值分别为：
[0163]
[0164] 将ipd。在xy坐标系上的分量分别加入到负载有功电流在xy轴坐标上的分量，则 系统消耗的有功电流在xy坐标系的坐标值为：
[0166] 7)将有功电流在与基波正序电压同向同转速的旋转坐标系上的坐标值进行矩阵 反变换得到有功电流的三相瞬时值分别为：
[0167]
初相角；
[0169] 8)用采集到的负载电流三相瞬时值减去7)中得到的系统有功电流的三相瞬时 值，即得有源电力滤波器的指令电流信号，
[0170]
[0171] 步骤4, DSP处理器将指令电流信号irefa、irefb、iref。和数字信号i ea、i。。进行 滞环比较，并控制DSP的PWM模块发出PWM波；
[0172] 步骤5,将DSP处理器发出的PWM波发送到逆变器的IGBT模块的驱动电路，控制逆 变器按照指令电流信号iMfa、iMfb、i Mf。发出电流，按照发出电流补偿弱电网系统中的谐波 和无功功率。
[0173] 本发明适用于弱电网条件下的有源电力滤波器直接电流控制方法中，有源电力滤 波器，即APF，采用三相三线的电压源型逆变器，与弱电网连接的结构如图1所示，e a、eb、 为PCC点处的电压，isa、isb、is。为PCC点从电网吸收的电流，Ua、L、k。为非线性负载吸收 的电流，iM、i。。为逆变器发出的电流，R、L、C分别为逆变器的连接阻抗和直流侧电容。 Zga、Z gb、Zg。为电网阻抗。
[0174] 本发明适用于弱电网条件下的有源电力滤波器直接电流控制方法，根据电压和电 流的矢量特性推导出了一种基于虚拟同步坐标系的旋转矢量检测法，坐标变换如图2所 示。采用与PCC点基波正序电压同速同向旋转的xy坐标系代替了传统方法中的dq坐标系， 由于xy坐标系的初相角可以是任意值，因此不需要PLL进行相角检测，对应于图2的坐标 转换的矩阵为：
[0176] 公式（27)中，Y为正序基波电压与X轴的夹角。
[0177] 将PCC点的电压和负载电流变换到虚拟同步坐标系xy上，其对应的坐标值为：
[0186] 由上述检测结果可以发现虚拟旋转坐标系角的取值不会影响检测结果。
[0187] APF的直流侧电容电压波动不仅会影响其补偿效果，而且会影响整个系统的稳定 性。在APF启动、并网以及负载切换等动态过程中，对其直流侧电压的控制是必要的。传统 控制策略中根据直流侧电压与期望值的偏差，应用PI控制器得到电压控制所需的有功电 流i pd。，并将其加入到负载电流d轴分量中即实现直流侧电压的闭环控制。
[0188] 虽然xy坐标系与dq坐标系同速同向旋转，但它与正序基波电压之间存在夹角Y， 且Y值是时变的，本发明将i pd。也投影到xy坐标系，其坐标值分别为：
[0190] 将ipd。在xy坐标系上的分量分别加入到负载有功电流在xy轴坐标上的分量，实 现与传统控制中等效的直流侧电压闭环控制。
[0191] 如图3所示，在弱电网系统的PCC电压畸变且不平衡条件下，APF不再需要应用 PLL(即锁相环）检测电压相位，因此降低了控制算法的复杂性，同时减小了由PLL所引入的 检测延时，有效地提高了 APF的性能。
[0192] 当含有大量分布式电源的弱电网系统运行在孤岛情况下时，由于功率不平衡会引 起电网电压频偏，本发明同样适用于此种情况。假设电网基波电压频率由《偏移到《'，对 应的电流同样会发生频偏，变换到虚拟同步坐标系后经过低通滤波器得到正序基波电压和 电流矢量在xy坐标系上的坐标值为：
[0198] 由公式（36)可以看出，在PCC点电压发生频偏时，本发明能准确的进行电流检测。
[0199] 在Matlab/Simulink软件对图1所示系统进行仿真，PCC点电压由正序基波电压 叠加负序5次和正序7次谐波电压构成，负载为三相桥式不可控整流电路，具体系统仿真参 数如表1所示：
[0200] 表1系统仿真参数
[0201]
[0202] 利用Matlab/Simulink软件，根据表1中的系统仿真参数，得到图4-16所示的仿 真结果图；
[0203] 图4、图5分别为APF投入前的PCC点电压和负载电流波形。其中负序5次谐波电 压的标幺值为〇. 3,正序7次谐波电压的标幺值为0. 15。
[0204] 图6、图7、图8、图9分别为APF控制方法补偿前、后PCC点A相电压和电网流入 PCC点电流的波形及电流的FFT分析结果。在APF投入运行以前，流入电流的总谐波畸变率 为25. 66%，而且电压和电流之间存在一定的相角差，系统功率因数为0. 886 ;APF投入运行 以后，电网流入PCC点的电流总谐波畸变率减小到1. 71%，而且电流与正序基波电压同相 位，系统功率因数提高到1. 0,本发明在弱电网系统处于稳态时，APF能有效地准确补偿负 载的无功和谐波电流。
[0205] 弱电网系统在0.5s时非线性负载放大一倍，图10、图11、图12分别给出了负载电 流波形，APF输出的A相电流及其参考值波形以及弱电网系统PCC点A相电压及电网流入的 电流波形。表明APF采用本发明，能在一个电周期内完