本发明专利技术公开了一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法、装置及设备，该方法包括：获取当前时刻的负载电流、电网电压和直流侧电压；利用单相有源滤波器的锁相环，获取电网电压对应的当前时刻的交流电网的角频率值和相位值；根据负载电流、有功分量、直流侧电压反馈和相位值，获取当前时刻的谐波指令电流；根据直流侧电压，获取当前时刻的直流侧电压反馈；根据负载电流、有功分量和相位值，获取当前时刻的谐波指令电流；可见，本发明专利技术利用积分环节获取谐波指令电流，排除了低通滤波器在获取谐波指令电流过程中的影响，使获取谐波指令电流的算法更为简单，且提高了获取的谐波指令电流的精度和补偿效果。
【技术实现步骤摘要】
单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法、装置及设备
本专利技术涉及有源滤波
，特别涉及一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法、装置及设备。
技术介绍
随着单相电力电子设备的广泛使用，产生的大量谐波严重影响了单相电网的电能质量。因此，单相有源电力滤波器的使用成为了谐波抑制和无功补偿的重要手段。其主要原理如图1所示，谐波指令电流模块(指令电流计算)可以计算出补偿需要的谐波指令电流作为控制模块的给定，控制模块通过控制VT1～VT4的开通和关断使APF(ActivePowerFilter，有源滤波器)主电路产生一个和指令电流大小相等相位相反的电流来达到有源滤波的目的。所以，谐波指令电流的精度直接影响到整个单相APF系统的补偿效果。现有技术中，使用最广的谐波指令电流的检测方法是基于瞬时功率理论的检测方法，该方法对谐波指令电流获取的方式是通过dq变换实现的，原理图如图2所示，通过低通滤波器(LowPassFilter:LPF)对负载电流iL进行dq变换后的d轴分量进行处理，得到d轴直流量再进行dq反变换得到基波电流有功分量if。负载电流iL再和基波电流有功分量if做差即可得到谐波电流和无功电流总和ih，再加上直流侧反馈电流即可得到谐波指令电流由图2很明显可以看出LPF在整个检测系统中成为了关键部分，LPF的性能决定了最后谐波指令电流的精度。然而如LPF的种类、截止频率和阶数的不同都会造成最终谐波指令电流的不同，其中包括幅值衰减、相位延迟等。因此，如何能够更加简单方便的获取谐波指令电流，避免传统算法中的低通滤波器对谐波指令电流的影响，提升获取的谐波指令电流的精度，是现今急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法、装置及设备，以利用简单易行的积分环节获取谐波指令电流，提升获取的谐波指令电流的精度。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法，包括：获取当前时刻的负载电流、电网电压和直流侧电压；利用所述单相有源滤波器的锁相环，获取所述电网电压对应的所述当前时刻的交流电网的角频率值和相位值；根据所述负载电流、所述电网电压和所述角频率值，计算所述负载电流的有功分量；根据所述直流侧电压，获取所述当前时刻的直流侧电压反馈；根据所述负载电流、所述有功分量、所述直流侧电压反馈和所述相位值，获取所述当前时刻的谐波指令电流。可选的，所述根据所述直流侧电压，获取所述当前时刻的直流侧电压反馈，包括：将所述直流侧电压与预设电压值之差输入到PI控制器，并将所述PI控制器的输出作为所述直流侧电压反馈。可选的，所述根据所述负载电流、所述电网电压和所述角频率值，计算所述负载电流的有功分量，包括：利用计算所述当前时刻所在的预设周期的有功功率有效值；其中，为电网电压周期，ω(k)为所述角频率值，i为所述预设周期的采样个数，k为所述当前时刻，VS为所述电网电压，iL为所述负载电流；利用计算所述预设周期的电压有效值；其中，||VS||为所述电压有效值；利用计算所述预设周期的等效电导；其中，G为所述等效电导；利用ia(k)＝G·vs(k)，计算所述有功分量；其中，vs(k)为所述电网电压，ia(k)为所述有功分量。可选的，所述预设周期为一个周期时，其中，f为单相电网额定频率，fs为所述负载电流、所述电网电压和所述直流侧电压的采样频率。可选的，所述根据所述负载电流、所述有功分量和所述相位值，获取所述当前时刻的谐波指令电流，包括：利用ih(k)＝iL(k)-ia(k)，计算所述当前时刻的谐波电流；其中，ih(k)为所述谐波电流；利用计算所述谐波指令电流；其中，idc(k)为所述直流侧电压反馈，θ(k)为所述相位值，为所述谐波指令电流。可选的，所述获取当前时刻的负载电流、电网电压和直流侧电压，包括：通过采样电路获取所述负载电流、所述电网电压和所述直流侧电压。可选的，所述根据所述负载电流、所述有功分量和所述相位值，获取所述当前时刻的谐波指令电流之后，还包括：将所述谐波指令电流与所述当前时刻的补偿电流之差输出到滞环比较控制器，获取所述滞环比较控制器输出的PWM调制脉冲，以进行电流跟踪补偿。可选的，所述通过采样电路获取所述负载电流、所述电网电压和所述直流侧电压，包括：通过采样电路获取所述负载电流、所述电网电压、所述直流侧电压和所述补偿电流。本专利技术还提供了一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取装置，包括：采样获取模块，用于获取当前时刻的负载电流、电网电压和直流侧电压；计算模块，用于利用所述单相有源滤波器的锁相环，获取所述电网电压对应的所述当前时刻的交流电网的角频率值和相位值；有功分量计算模块，用于根据所述负载电流、所述电网电压和所述角频率值，计算所述负载电流的有功分量；直流侧电压反馈计算模块，用于根据所述直流侧电压，获取所述当前时刻的直流侧电压反馈；谐波指令电流计算模块，用于根据所述负载电流、所述有功分量和所述相位值，获取所述当前时刻的谐波指令电流。此外，本专利技术还提供了一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法的步骤。本专利技术所提供的一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法，包括：获取当前时刻的负载电流、电网电压和直流侧电压；利用单相有源滤波器的锁相环，获取电网电压对应的当前时刻的交流电网的角频率值和相位值；根据负载电流、电网电压和角频率值，计算负载电流的有功分量；根据直流侧电压，获取当前时刻的直流侧电压反馈；根据负载电流、有功分量、直流侧电压反馈和相位值，获取当前时刻的谐波指令电流；可见，本专利技术利用积分环节获取谐波指令电流，排除了低通滤波器在获取谐波指令电流过程中的影响，使获取谐波指令电流的算法更为简单，且提高了获取的谐波指令电流的精度，使得相较于传统算法的单相有源滤波器，补偿效果更佳，提升了用户体验；此外，本专利技术还提供了一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取装置及设备，同样具有上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的一种单相有源滤波器的拓扑结构及其系统控制的示意图；图2为现有技术中的单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法的示意图；图3为本专利技术实施例所提供的一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法的流程图；图4为本专利技术实施例所提供的另一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法的流程示意图；图5为现有技术中的单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法的补偿后效果展示图；图6为本专利技术实施例所提供的另一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法的补偿后效果展示图；图7为本专利技术实施例所提供的一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取装置的结构图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法，其特征在于，包括：获取当前时刻的负载电流、电网电压和直流侧电压；利用所述单相有源滤波器的锁相环，获取所述电网电压对应的所述当前时刻的交流电网的角频率值和相位值；根据所述负载电流、所述电网电压和所述角频率值，计算所述负载电流的有功分量；根据所述直流侧电压，获取所述当前时刻的直流侧电压反馈；根据所述负载电流、所述有功分量、所述直流侧电压反馈和所述相位值，获取所述当前时刻的谐波指令电流。
【技术特征摘要】
1.一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法，其特征在于，包括：获取当前时刻的负载电流、电网电压和直流侧电压；利用所述单相有源滤波器的锁相环，获取所述电网电压对应的所述当前时刻的交流电网的角频率值和相位值；根据所述负载电流、所述电网电压和所述角频率值，计算所述负载电流的有功分量；根据所述直流侧电压，获取所述当前时刻的直流侧电压反馈；根据所述负载电流、所述有功分量、所述直流侧电压反馈和所述相位值，获取所述当前时刻的谐波指令电流。2.根据权利要求1所述的单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法，其特征在于，所述根据所述直流侧电压，获取所述当前时刻的直流侧电压反馈，包括：将所述直流侧电压与预设电压值之差输入到PI控制器，并将所述PI控制器的输出作为所述直流侧电压反馈。3.根据权利要求1所述的单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法，其特征在于，所述根据所述负载电流、所述电网电压和所述角频率值，计算所述负载电流的有功分量，包括：利用计算所述当前时刻所在的预设周期的有功功率有效值；其中，为电网电压周期，ω(k)为所述角频率值，i为所述预设周期的采样个数，k为所述当前时刻，VS为所述电网电压，iL为所述负载电流；利用计算所述预设周期的电压有效值；其中，||VS||为所述电压有效值；利用计算所述预设周期的等效电导；其中，G为所述等效电导；利用ia(k)＝G·vs(k)，计算所述有功分量；其中，vs(k)为所述电网电压，ia(k)为所述有功分量。4.根据权利要求3所述的单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法，其特征在于，所述预设周期为一个周期时，其中，f为单相电网额定频率，fs为所述负载电流、所述电网电压和所述直流侧电压的采样频率。5.根据权利要求3所述的单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法，其特征在于，所述根据所述负载电流、所述有功分量和所述相位值，获取所述当前时刻的谐波指令电流，包括：利用ih(k)＝iL(...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐雄民，吕叶卿，张淼，黄冀成，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。