有源电力滤波器谐波补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种有源电力滤波器谐波补偿方法及系统，包括：接收三相电力网的原三相坐标电流，通过坐标转换矩阵将其转换为原两相坐标电流；通过虚拟电压将原两相坐标电流转换为有功电流分量和无功电流分量；卡尔曼滤波器进行滤波，输出有功电流分量和无功电流分量的直流分量；PI调节器进行PI调节，输出调节后的有功电流分量和无功电流分量的直流分量；通过虚拟电压进行反转换，生成后两相坐标电流；通过坐标转换矩阵的转置矩阵进行反转换，生成原三相坐标电流的基波电流；将原三相坐标电流和基波电流作差，生成谐波电流；向三相电力网中注入与谐波电流幅值相等、相位相反的电流，以实现谐波补偿。本发明专利技术可以消除电网中的谐波。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力领域，特别涉及的是一种有源电力滤波器谐波补偿方法及系统。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，大量由电力电子开关构成的、具有非线性特性的用电设备。广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等工业领域。如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等使电网中的谐波污染状况日益严重。电网中的高次谐波会造成旋转电机和变压器过热。使电力电容器组工作不正常，甚至造成热击穿损坏。对电力系统中的发电机、调相机、继电保护自动装置和电能计量等也有很大危害。严重时会引发误动作；造成重大事故。谐波污染对通信、计算机系统、高精度加工机械，检测仪表等用电设备也有严重的干扰。因此，必须采取有效的措施来消除电网中的高次谐波。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种有源电力滤波器谐波补偿方法及系统，消除电网中的谐波，避免谐波对通信设备和电子设备等产生严重干扰。为解决上述问题，本专利技术提出一种有源电力滤波器谐波补偿方法，包括以下步骤：S1：接收三相电力网的原三相坐标电流，通过坐标转换矩阵将原三相坐标电流转换为原两相坐标电流；S2：接收虚拟电压，通过虚拟电压将所述原两相坐标电流转换为有功电流分量和无功电流分量；S3：将所述有功电流分量和无功电流分量输入到卡尔曼滤波器中进行滤波，输出有功电流分量和无功电流分量的直流分量，所述卡尔曼滤波器包括公式(6)和(7)： i p ‾ = - [ ( i p ‾ - i p ) i q ‾ - ( i q ‾ - i q ) i p ‾ ] i q ‾ - K k ( i p ‾ - i p ) - - - ( 6 ) ]]> i q ‾ = [ ( i p ‾ - i p ) i q ‾ - ( i q ‾ - i q ) i p ‾ ] i p ‾ - K k ( i q ‾ - i q ) - - - ( 7 ) ]]>其中，ip、iq分别为有功电流分量和无功电流分量，分别为ip、iq的直流分量，Kk为卡尔曼滤波的增益；S4：将所述有功电流分量和无功电流分量的直流分量输入到PI调节器中进行PI调节，输出调节后的有功电流分量和无功电流分量的直流分量；S5：将经过PI调节后的有功电流分量和无功电流分量的直流分量通过所述虚拟电压进行反转换，生成后两相坐标电流；S6：将所述后两相坐标电流通过所述坐标转换矩阵的转置矩阵进行反转换，生成原三相坐标电流的基波电流；S7：将所述原三相坐标电流和所述基波电流作差，生成谐波电流；S8：向三相电力网中注入与所述谐波电流幅值相等、相位相反的电流，以实现谐波补偿。根据本专利技术的一个实施例，所述坐标转换矩阵为 C 3 / 2 = 2 / 3 1 - 1 / 2 - 1 / 2 0 3 / 2 - 3 / 2 - - - ( 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源电力滤波器谐波补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：接收三相电力网的原三相坐标电流，通过坐标转换矩阵将原三相坐标电流转换为原两相坐标电流；S2：接收虚拟电压，通过虚拟电压将所述原两相坐标电流转换为有功电流分量和无功电流分量；S3：将所述有功电流分量和无功电流分量输入到卡尔曼滤波器中进行滤波，输出有功电流分量和无功电流分量的直流分量，所述卡尔曼滤波器包括公式(6)和(7)：ip‾=-[(ip‾-ip)iq‾-(iq‾-iq)ip‾]iq‾-Kk(ip‾-ip)---(6)]]>iq‾=[(ip‾-ip)iq‾-(iq‾-iq)ip‾]ip‾-Kk(iq‾-iq)---(7)]]>其中，ip、iq分别为有功电流分量和无功电流分量，分别为ip、iq的直流分量，Kk为卡尔曼滤波的增益；S4：将所述有功电流分量和无功电流分量的直流分量输入到PI调节器中进行PI调节，输出调节后的有功电流分量和无功电流分量的直流分量；S5：将经过PI调节后的有功电流分量和无功电流分量的直流分量通过所述虚拟电压进行反转换，生成后两相坐标电流；S6：将所述后两相坐标电通过所述坐标转换矩阵的转置矩阵进行反转换，生成原三相坐标电流的基波电流；S7：将所述原三相坐标电流和所述基波电流作差，生成谐波电流；S8：向三相电力网中注入与所述谐波电流幅值相等、相位相反的电流，以实现谐波补偿。...

【技术特征摘要】
1.一种有源电力滤波器谐波补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：接收三相电力网的原三相坐标电流，通过坐标转换矩阵将原三相坐标电流转换为原两相坐标电流；S2：接收虚拟电压，通过虚拟电压将所述原两相坐标电流转换为有功电流分量和无功电流分量；S3：将所述有功电流分量和无功电流分量输入到卡尔曼滤波器中进行滤波，输出有功电流分量和无功电流分量的直流分量，所述卡尔曼滤波器包括公式(6)和(7)： i p ‾ = - [ ( i p ‾ - i p ) i q ‾ - ( i q ‾ - i q ) i p ‾ ] i q ‾ - K k ( i p ‾ - i p ) - - - ( 6 ) ]]> i q ‾ = [ ( i p ‾ - i p ) i q ‾ - ( i q ‾ - i q ) i p ‾ ] i p ‾ - K k ( i q ‾ - i q ) - - - ( 7 ) ]]>其中，ip、iq分别为有功电流分量和无功电流分量，分别为ip、iq的直流分量，Kk为卡尔曼滤波的增益；S4：将所述有功电流分量和无功电流分量的直流分量输入到PI调节器中进行PI调节，输出调节后的有功电流分量和无功电流分量的直流分量；S5：将经过PI调节后的有功电流分量和无功电流分量的直流分量通过所述虚拟电压进行反转换，生成后两相坐标电流；S6：将所述后两相坐标电通过所述坐标转换矩阵的转置矩阵进行反转换，生成原三相坐标电流的基波电流；S7：将所述原三相坐标电流和所述基波电流作差，生成谐波电流；S8：向三相电力网中注入与所述谐波电流幅值相等、相位相反的电流，以实现谐波补偿。2.如权利要求1所述的有源电力滤波器谐波补偿方法，其特征在于，所述坐标转换矩阵为 C 3 / 2 = 2 / 3 1 - 1 / 2 - 1 / 2 0 3 / 2 - 3 / 2 - - - ( 1 ) . ]]>3.如权利要求1所述的有源电力滤波器谐波补偿方法，其特征在于，所述虚拟电压为通过锁相环获得与三相电力网的一相电压同相位的正弦信号和余弦信号，所述虚拟电压为 C p q = s i n ω t - c o s ω t - c o s ω t - s i n ω t - - - ( 2 ) ]]>其中，ωt为该一相电压的相位。4.如权利要求1所述的有源电力滤波器谐波补偿方法，其特征在于，在所述步骤S4和S5之间还包括步骤S41：获得有源电力滤波器的直流侧信号和直流侧参考信号的差值，将所述差值作为补偿电流与所述有功电流分量的直流分量相加，将所述有功电流分量的直流分量替换为相加后的值。5.如权利要求1所述的有源电力滤波器谐波补偿方法，其特征在于，在所述步骤S8中，通过可控功率半导体器件向三相电力网中注入与所述谐波电流幅值相等、相位相反的电流。6.一种有源电力滤波器谐波补偿系统，其特征在于，包括：坐标转换器，用以接收三相电力网的原三相坐标电流，通过坐标转换矩阵将原三相坐标电流转换为原两相坐标电流；有功无功电流转换器，连接所述坐标转换器并接收所述原两相坐标电流，用以接收虚拟电压，并通过虚拟电压将所述原两相坐标电流转换为有功电流分量和无功...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海刚，张磊，叶银忠，徐兵，王步来，万衡，华容，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：上海;31