成动态跟踪补偿，动态响应特性好。
[0206] 图13、图14分别给出了弱电网系统电压在0. 5s时发生±5Hz频偏情况下，PCC点 电压以及电网流入PCC点电流的波形，图15、图16分别给出了电流的FFT分析，从图13、 14、15和16中能看出当系统电压发生频偏时，补偿后的电网流入电流经过一个周期的调整 能够保持与电压同相位，且总谐波畸变率分别为2. 45%、2. 04%。因此本发明不受弱电网电 压发生频偏的影响。
【主权项】
1. 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，其特征在于，按照以下 步骤实施： 步骤1，采集弱电网系统PCC点处电压ea、eb和e。的瞬时值，逆变器直流侧电压vd。的 瞬时值，负载电流込和U。的瞬时值，以及逆变器发出的电流iLjPi。。的瞬时值； 步骤2,将采集到的ea、eb、e。、vd。、U、込和U。的瞬时值，以及逆变器发出的电流i。3、 i。。瞬时值经过调理电路处理后输入到DSP处理器中，通过A/D模块转换为数字信号ea、％、ec、Vdc、iix、ica、icb和icc; 步骤3,DSP处理器通过对数字信号ea、eb、e。、vd。、U、込和iji行处理，得到有源电 力滤波器的指令电流信号 irefa、^~refb、^~refc， 步骤4,DSP处理器将指令电流信号iMfa、iMfb、iMf。和数字信号iea、、和i。。进行滞环 比较，并控制DSP的PWM模块发出PWM波； 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、iMf。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。2. 根据权利要求1所述的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， 其特征在于，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： 1) 设系统PCC点电压和负载电流的瞬时值分别为：公式（1)、（2)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，巧为负序m次谐波电压幅值，I为负序m次谐波电压的初 始相角，6匕为正序m次谐波电压的初始相角，/?+为正序n次谐波电流幅值，为负序n次 谐波电流幅值，也为负序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； 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； PCC点的电压在两相静止坐标系上的坐标值为：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； 电压矢量在旋转坐标系上的坐标值为：公式（5)中，Y为xy坐标系的初相角； 电流矢量在旋转坐标系上的坐标值为：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：公式（7)中，#、A+为基波正序电压、电流的幅值，見、约+为基波正序电压、电流的初 始相角，Y为xy坐标系的初相角； 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 再根据有功电流的定义得到有功电流，具体表达式如下：则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为：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3)和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：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：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：) 公式（12)中，|Y为xy坐标系的初相 角； 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，3.根据权利要求1所述的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， 其特征在于，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： 1)设系统PCC点电压和负载电流的瞬时值分别为：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，C为正序m次谐波电压幅值，在;J为负序m次谐波电压幅值，为负序m次谐波电压的初 始相角，見;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，&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； 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； PCC点的电压在两相静止坐标系上的坐标值为：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； 电压矢量在旋转坐标系上的坐标值为：公式（18)中，，YSxy坐标系的初角； 电流矢量在旋转坐标系上的坐标值为：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：公式（20)中，巧+、A+为基波正序电压、电流的幅值，#、蛘为基波正序电压、电流的 初始相角，Y为xy坐标系的初相角； 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 再根据有功电流的定义得到有功电流表达式如下：则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为：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：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：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：公式（25)中，Y为xy坐标系的初相 角； 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，
【专利摘要】本发明公开了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，按照以下实施：步骤1，采集弱电网系统PCC点处电压，逆变器直流侧电压，负载电流的瞬时值，及逆变器发出的电流的瞬时值；步骤2，将采集的瞬时值，及逆变器发出的电流瞬时值经调理电路处理后输入到DSP处理器中，转换为数字信号；步骤3，DSP处理器通过对数字信号进行处理，得有源电力滤波器的指令电流信号；步骤4，DSP处理器将指令电流信号和数字信号进行滞环比较，并控制DSP发出PWM波；步骤5，将发出的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。本发明有效地准确补偿负载的无功和谐波电流。
【IPC分类】H02J3/18, H02J3/01
【公开号】CN104993495
【申请号】CN201510354312
【发明人】张晓滨, 张攀, 程思雨, 杨波, 段建东
【申请人】西安理工大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月24日