一种作用于有源电力滤波器的空间矢量脉宽调制控制方法，涉及一种电力滤波器的控制方法，所述方法包括建立并联APF的拓扑结构与数学模型、dq0坐标变换下的谐波提取与SVPWM控制、SAPF的改进型SVPWM；本发明专利技术省略了扇区识别和简化了作用时间的复杂运算，从而减少了数字控制器的运算量，提高了其补偿速度。仿真与实验证明了基于改进型SVPWM的SAPF控制策略的有效性，此控制算法更适应于数字控制器（DSP）的控制，减轻了其庞大的计算负担，提高了谐波补偿的响应时间。本发明专利技术改进作用于SAPF的SVPWM控制算法对于工程实践有着重要的借鉴意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电力滤波器的控制方法，特别是涉及一种作用于有源电力滤波器 的空间矢量脉宽调制控制方法。
技术介绍
有源电力滤波器（Active Power Filter-APF)是一种动态抑制谐波和补偿无功的 新型电力电子装置，它能对频率和幅值都变化旳谐波进行补偿，可以弥补无源滤波器的不 足，获得比无源滤波器更好的补偿恃性，是一种理想的谐波补偿装置。与无源滤波器相 比，有源电力滤波器具有高度可控性和快速响应性。目前并联有源电力滤波器（SAPF)使用较多。在有源电力滤波器对谐波补偿问题 中，为了实时跟踪谐波电流的变化，达到预期的补偿效果，有源电力滤波器通常采用三角波 比较法和滞环比较法。有源电力滤波器的补偿性能除了依赖这些电流跟踪法外，还与PWM 调制方法有关。 目前PWM调制法有SPWM和SVPWM法。与SPWM法相比，SVPWM具有电压利用率高、 响应速度快等优点，并且非常适合数字化实现和实时控制。 目前，众学者对SVPWM研宄不断深入，有文献：基于电流电压内在关系的SAPF的 SVPWM控制算法的研宄及稳定性分析 ?电力系统保护与控制，2014, 42 (8)提出一种 电压电流内在关系的SVPWM的控制方法。还有文献基于三相桥臂坐标的SVPWM过调制方法 .电工技术学报，2015, 30 (1):151。从一个新的角度出发，取消了扇区的概念，直接立 足三相桥臂输出来实现SVPWM调制。还有文献三相四开关并联型有源电力滤波器的SVPWM 调制算法.电工技术学报，2011，26 (4) :128。提出了一种针对于三相四开关APF的 SVPWM控制方法。 对SVPWM过调制算法进行磁链分析，验证了过调制策略加快了电机的响应过程， 扩展了电机运行速度的范围。然而，针对于SAPF的SVPWM控制的研宄还不够充分。 传统的SVPWM控制法具体实现步骤主要包括如下四部分：1)坐标变换2)扇区判 断3)作用时间计算4)确定空间矢量切换点。 传统的参考矢量的合成作用时间的确定方法要确定扇区相角，并且要计算相位和 参考相量。这些计算涉及大量的无理数和三角函数的计算，计算量是巨大的。这些操作严 重增加了数字处理器的负担，同时计算错误可能会破坏有源电力滤波器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种作用于有源电力滤波器的空间矢量脉宽调制控制方 法，该方法对于谐波补偿的并联有源电力滤波器的SVPWM控制算法进行了改进，对作用时 间的确定另辟蹊径，并且取消了扇区判断环节。仿真与实验验证了本专利技术所提出的改进型 SVPWM的SAPF控制策略的正确性。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的： ，所述方法包括建立并联APF的 拓扑结构与数学模型、dqO坐标变换下的谐波提取与SVPWM控制、SAPF的改进型SVPWM ;并 联APF的拓扑结构与数学模型的简化拓扑结构包括直流侧有储能电容的电压源逆变器，通 过滤波电感，在公共耦合点（PCC)与非线性负载并联；dqO坐标变换下的谐波提取与SVPWM 控制负载电流通过dq变换分离出d轴、q轴分量、零轴分量；低通滤波器分离基波分量与谐 波分量，负载电流参考值与基波分量作差，得到负载电流谐波参考值；SAPF的改进型SVPW 应用有效时间与电压调制来计算实际作用时间，通过在dqO坐标系下的三相参考电压的调 制作用而获得有效作用时间，同时通过三相实际作用时间作为三相桥臂的 作用时间，作用于DSP寄存器以产生三相互补的PWM波驱动三相可控开关管； 的值是随提取的的变化而变化，经过DSP后产生互补的PWM波也是随提 S 5 取谐波变化而动态变化。 所述的，所述并联APF的拓 扑结构与数学模型的负载电流表示为iLa，iLb，iLc;电网电流与APF补偿电流分别为isa， isb，isc和ifa，ifb，ifc ;补偿信号由改进的SVPWM电流控制器产生；APF的补偿电流为 所述的，所述dqO坐标变换 下的谐波提取与SVPWM控制dqO轴分量由下式得到：三相的谐波电流是从三相负载电流中去除基波电流而得到，在d轴设置一个截止频率 为50HZ的低通滤波器用于提取U &对应a-b-c坐标系下的负载谐波电流；VSI的损 P 耗分量为负载^￡：，加到^为了得到完整的d轴参考滤波电流& ;由于％ > -必须直接提 供，所以不在q轴和〇轴加滤波器。 所述的，所述SAPF的改进 型SVPW应用有效时间与电压调制来计算实际作用时间，基于dq坐标系空间电压矢量分区 及合成，六个非零电压空间矢量表示为： 所述的，所述SAPF的改进 型SVPW应用有效时间与电压调制来计算实际作用时间，为了容许零电压在一个采样周期 内参与运算，引入偏移时间对进行偏移，可得到三桥臂实际作用时间为 下式所示： 所述的，所述SAPF的改进 型SVPW应用有效时间与电压调制来计算实际作用时间，为了容许零电压在一个采样周期 内参与运算，引入偏移时间对进行偏移，可得到三桥臂实际作用时间 本专利技术的优点与效果是： 本专利技术所提出的作用于SAPF的改进型SVPWM控制方法避免了传统SVPWM算法的扇区 判断和计算各个扇区作用时间的复杂计算过程。此控制算法更适应于数字控制器（DSP)的 控制，减轻了其庞大的计算负担，提高了谐波补偿的响应时间。本专利技术所改进作用于SAPF 的SVPWM控制算法对于工程实践有着重要的借鉴意义。【附图说明】 图1并联型有源滤波器简化拓扑结构图； 图2并联APF单相（A相）等效电路图； 图3为dqO坐标变换下的谐波提取并作用于SVPWM控制器示意图； 图4基于dq坐标系空间电压矢量分区及合成图； 图5三相桥臂实际作用时间示意图； 图6 (a)仿真结果网侧电压示意图； 图6 (b)仿真结果负载电流图； 图6 (c)仿真结果补偿网侧电流图； 图6 (d)仿真结果APF补偿电流图； 图7A相负载补偿前后电流图； 图8 APF补偿的A相电流图。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。 1.并联APF的拓扑结构与数学模型 并联APF简化拓扑结构如图1所示。简化拓扑结构包括直流侧有储能电容的电压源 逆变器，通过滤波电感，在公共耦合点（PCC)与非线性负载并联。滤波电感的作用是减少由 APF高频开关动作产生的纹波。负载电流表示为iLa，iLb，iLc;电网电流与APF补偿电流 分别为isa，isb，isc和ifa，ifb，ifc。补偿信号由改进的SVPWM电流控制器产生。APF的 补偿电流为具有电流控制器的电压源型PWM逆变器可以抑制谐波电流。本专利技术改进的SVPWM算法 用于产生开关导通、关断信号。此外，SVPWM算法不需要三角波发生电路，更适合于数字化 控制电路的实现。 图2为A相的等效电路，Vsa和isa为电网A相电压和A相电流；Rs、Ls为电网等 效电当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
作用于有源电力滤波器的空间矢量脉宽调制控制方法，其特征在于，所述方法包括建立并联APF的拓扑结构与数学模型、dq0坐标变换下的谐波提取与SVPWM控制、SAPF的改进型SVPWM；并联APF的拓扑结构与数学模型的简化拓扑结构包括直流侧有储能电容的电压源逆变器，通过滤波电感，在公共耦合点(PCC)与非线性负载并联；dq0坐标变换下的谐波提取与SVPWM控制负载电流通过dq变换分离出d轴、q轴分量、零轴分量；低通滤波器分离基波分量与谐波分量，负载电流参考值与基波分量作差，得到负载电流谐波参考值； SAPF的改进型SVPW应用有效时间与电压调制来计算实际作用时间，通过在dq0坐标系下的三相参考电压的调制作用而获得有效作用时间，同时通过三相实际作用时间作为三相桥臂的作用时间，作用于DSP寄存器以产生三相互补的PWM波驱动三相可控开关管；的值是随提取的的变化而变化，经过DSP后产生互补的PWM波也是随提取谐波变化而动态变化。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪月，张玉良，关微，赵波，张津铭，陈明非，张三勇，李檀，徐维东，
申请(专利权)人：辽宁立德电力工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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