多模块有源电力滤波器控制方法技术

本发明专利技术公开了一种多模块有源电力滤波器控制方法，包括：检测负载电流有效值，根据负载电流与预设负载电流阈值的大小关系和持续时间，启动或停止有源电力滤波器模块的运行；根据预设的容量分配策略分配有源电力滤波器模块的输出电流，并计算运行的有源电力滤波器模块的运行负载率；根据运行负载率与预设期望负荷率上限和预设期望负荷率下限的大小关系以及持续时间，启动或停止有源电力滤波器模块的运行。通过本发明专利技术的技术方案，实现多个模块输出电流根据负载的大小自动分配的功能，从而便捷的实现整个系统输出和启停电流的控制，提高了补偿精度效果，延长了整套系统的使用寿命，提高了稳定性、降低了故障率。

Control method of multi module active power filter

【技术实现步骤摘要】
多模块有源电力滤波器控制方法
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种多模块有源电力滤波器控制方法。
技术介绍
随着现代工业技术的发展，用电设备的飞速电力电子化，配电系统中应用了越来越多的非线性负载。这些非线性负载给人们提供了丰富、功能强大的用电设备的同时，会产生大量的谐波电流，引起输、配电系统中一系列电能质量问题。如系统谐振、电压波形畸变、占用额外的系统容量、产生额外的损耗等。有源电力滤波器是治理电网谐波电流的一种有效的装置。目前，有源电力滤波器装置越来越趋向于模块化设计，标准化生产，单位容量的模块并联组成更大容量的整机设备。目前的多模块并联的控制方法为每个模块的输出电流分配为平均分配，且为开环控制，由于每个模块都必然在采样、计算和输出环节存在不一致性，导致每个模块的出力并不是完全相等的，存在出力不均衡的情况。此时，就会必然导致补偿效果的下降。此外，现有的多模块并联运行装置不论负荷大小，总是同时投入运行，这样会造成装置容量和寿命的浪费，需要一种根据负荷大小自动的投入合适数量模块的方法以提高整机的稳定性和使用寿命。
技术实现思路
针对上述问题中的至少之一，本专利技术提供了一种多模块有源电力滤波器控制方法，在传统的多模块有源电力滤波器控制方法的基础上，基于负载电流有效值和补偿电流有效值，添加额外的容量分配和启停控制算法环节，在不增加设备硬件成本的情况下，实现多个模块有源电力滤波器的启动和停止以及各个模块输出电流根据负载的大小自动分配的功能，尽可能保证每个有源电力滤波器模块工作在合理的容量范围区间，从而便捷的实现整个系统输出和启停电流的控制，提高了补偿精度效果，延长了整套系统的使用寿命，提高了稳定性、降低了故障率。为实现上述目的，本专利技术提供了一种多模块有源电力滤波器控制方法，包括：检测负载电流有效值，根据所述负载电流与预设负载电流阈值的大小关系和持续时间，启动或停止有源电力滤波器模块的运行；根据预设的容量分配策略分配所述有源电力滤波器模块的输出电流，并计算运行的所述有源电力滤波器模块的运行负载率；根据所述运行负载率与预设期望负荷率上限和预设期望负荷率下限的大小关系以及持续时间，启动或停止所述有源电力滤波器模块的运行。在上述技术方案中，优选地，多模块有源电力滤波器控制方法具体包括：检测负载电流有效值，当判断所述负载电流持续低于预设负载电流阈值达到预设第一持续时间时，将所有有源电力滤波器模块停机；当判断所述负载电流持续超出所述预设负载电流阈值达到预设第一持续时间时没有所述有源电力滤波器模块运行，将所述有源电力滤波器模块启动；当判断所述负载电流持续超出所述预设负载电流阈值达到预设第一持续时间时存在运行的所述有源电力滤波器模块，根据预设的容量分配策略分配各个所述有源电力滤波器模块的输出电流，并计算运行的所述有源电力滤波器模块的运行负载率；判断所述运行负载率与预设期望负荷率上限和预设期望负荷率下限的大小关系；当所述运行负载率持续大于所述预设期望负荷率上限达到预设第二持续时间时，判断是否还有所述有源电力滤波器模块没有启动运行，若有则启动一个新的所述有源电力滤波器模块；当所述运行负载率持续小于所述预设期望负荷率下限达到所述预设第二持续时间时，判断是否还有两个以上的所述有源电力滤波器模块没有停止运行，若有则停止一个所述有源电力滤波器模块；当所述运行负载率持续小于所述预设期望负荷率上限且大于所述预设期望负荷率下限达到预设第三持续时间时，启动未运行的所述有源电力滤波器模块替换运行的所述有源电力滤波器模块。在上述技术方案中，优选地，所述计算运行的所述有源电力滤波器模块的运行负载率具体为：以所有运行的所述有源电力滤波器模块的输出电流有效值除以所有运行的所述有源电力滤波器模块的容量之和，得到所述运行负载率。在上述技术方案中，优选地，所述预设期望负荷率上限和所述预设期望负荷率下限根据所述有源电力滤波器模块的功率器件容量预先设定，所述预设期望负荷率上限和所述预设期望负荷率下限代表所述有源电力滤波器模块最佳的输出容量比例。在上述技术方案中，优选地，所述预设的容量分配策略为：根据负载总的负载谐波电流，按照每个所述有源电力滤波器模块各自功率器件容量的加权平均系数输出补偿电流，各个所述有源电力滤波器模块的功率器件容量允许存在差异。在上述技术方案中，优选地，根据所述运行负载率与预设期望负荷率上限和预设期望负荷率下限的大小关系以及持续时间，启动或停止所述有源电力滤波器模块的运行过程中，所述有源电力滤波器模块的启动和停止按照先入先出堆栈的操作进行。在上述技术方案中，优选地，所述预设第一持续时间和所述预设第二持续时间按照所述有源电力滤波器模块投切接触器的投切寿命以及负荷波动的时间周期规律进行设定。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：基于负载电流有效值和补偿电流有效值，添加额外的容量分配和启停控制算法环节，在不增加设备硬件成本的情况下，实现多个模块有源电力滤波器的启动和停止以及各个模块输出电流根据负载的大小自动分配的功能，尽可能保证每个有源电力滤波器模块工作在合理的容量范围区间，从而便捷的实现整个系统输出和启停电流的控制，提高了补偿精度效果，延长了整套系统的使用寿命，提高了稳定性、降低了故障率。附图说明图1为现有的多模块有源电力滤波器的工作原理示意图；图2.1为未采用有源电力滤波器补偿的电网电压电流信号示意图；图2.2为采用有源电力滤波器补偿的电网电压电流信号示意图；图3为本专利技术一种实施例公开的多模块有源电力滤波器补偿电流分配策略的逻辑示意图；图4为本专利技术实施例一公开的多模块有源电力滤波器控制方法的流程示意图；图5为本专利技术实施例二公开的多模块有源电力滤波器控制方法的流程示意图；图6为本专利技术实施例三公开的多模块有源电力滤波器控制方法的流程示意图；图7.1和7.2为本专利技术根据负载电流变化控制整套装置启停的趋势波形示意图；图7.3和7.4为本专利技术根据负载谐波电流变化控制不同模块启停的趋势波形示意图。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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术做进一步的详细描述：如图1所示为现有的多模块有源电力滤波器工作示意图。N个有源电力滤波器模块并联接在电网与负荷之间，图中Ig表示电网电流，IL表示负荷电流，IF表示负荷电流的基波分量，IH表示谐波分量，I1到In表示各个模块的补偿输出电流，在理想条件下，I1+I2+…In＝IH，这样在电网侧就只有基波电流IF。当负荷为非线性负载时，负荷电流IL中会含有大量的谐波电流分量，这些谐波电流分量会影响供电质量与供电安全。如图2.1所示，当有源电力滤波器未开启时，则电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模块有源电力滤波器控制方法，用于控制多个有源电力滤波器模块的启停运行和输出分配，其特征在于，包括：/n检测负载电流有效值，根据所述负载电流与预设负载电流阈值的大小关系和持续时间，启动或停止有源电力滤波器模块的运行；/n根据预设的容量分配策略分配所述有源电力滤波器模块的输出电流，并计算运行的所述有源电力滤波器模块的运行负载率；/n根据所述运行负载率与预设期望负荷率上限和预设期望负荷率下限的大小关系以及持续时间，启动或停止所述有源电力滤波器模块的运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种多模块有源电力滤波器控制方法，用于控制多个有源电力滤波器模块的启停运行和输出分配，其特征在于，包括：
检测负载电流有效值，根据所述负载电流与预设负载电流阈值的大小关系和持续时间，启动或停止有源电力滤波器模块的运行；
根据预设的容量分配策略分配所述有源电力滤波器模块的输出电流，并计算运行的所述有源电力滤波器模块的运行负载率；
根据所述运行负载率与预设期望负荷率上限和预设期望负荷率下限的大小关系以及持续时间，启动或停止所述有源电力滤波器模块的运行。


2.根据权利要求1所述的多模块有源电力滤波器控制方法，其特征在于，具体包括：
检测负载电流有效值，当判断所述负载电流持续低于预设负载电流阈值达到预设第一持续时间时，将所有有源电力滤波器模块停机；
当判断所述负载电流持续超出所述预设负载电流阈值达到预设第一持续时间时没有所述有源电力滤波器模块运行，将所述有源电力滤波器模块启动；
当判断所述负载电流持续超出所述预设负载电流阈值达到预设第一持续时间时存在运行的所述有源电力滤波器模块，根据预设的容量分配策略分配各个所述有源电力滤波器模块的输出电流，并计算运行的所述有源电力滤波器模块的运行负载率；
判断所述运行负载率与预设期望负荷率上限和预设期望负荷率下限的大小关系；
当所述运行负载率持续大于所述预设期望负荷率上限达到预设第二持续时间时，判断是否还有所述有源电力滤波器模块没有启动运行，若有则启动一个新的所述有源电力滤波器模块；
当所述运行负载率持续小于所述预设期望负荷率下限达到所述预设第二持续时间时，判断是否还有两个以上的所述有源电力滤波器模块没有停止运行，若有则停止一个所述有源电力滤波器模块；
当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广宇，杨凯，赵哈，陈振轩，
申请(专利权)人：西安科湃电气有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61