一种补偿不平衡谐波的复合控制方法技术

本发明专利技术公开了一种补偿不平衡谐波的复合控制方法，涉及电能质量治理技术领域，根据所需相位信息计算改进型DQ解耦控制中有功无功控制的参考量，并加入改进型DQ解耦生成第一调制波；根据所需相位信息计算各次谐波的有功无功分量，并加入特定次谐波控制环路生成第二调制波；将第一调制波和第二调整谐波叠加送入PWM调制模块生成两桥臂APF所需要的开关信号。通过改进型的DQ解耦控制通过在传统DQ控制的有功无功分量中加入负序和无功参考量，不仅能够稳定直流侧电容电压，还补偿了基波负序电流和无功电流；同时还引入传统APF中的特定次谐波补偿到两桥臂APF中，对含量高的谐波补偿，使本发明专利技术具有良好的负序、无功、谐波补偿性能。谐波补偿性能。谐波补偿性能。

【技术实现步骤摘要】
一种补偿不平衡谐波的复合控制方法


[0001]本专利技术属于电能质量治理
，尤其涉及一种补偿不平衡谐波的复合控制方法。

技术介绍

[0002]随着经济的飞速发展，非线性电力电子变换装置已经在工业领域得到了广泛的应用，由非线性电力电子装置产生的谐波严重影响了电力系统电能质量。有源电力滤波器(active power filter,APF)被公认为是一种动态抑制电网谐波污染的新型电力电子装置，它能够对幅值和频率都实时变化的谐波电流以及无功电流进行动态补偿。
[0003]为了更好地对谐波电流进行补偿，必然要求谐波电流的检测同时具有快速性和准确性，即实时性和动态性能良好的谐波检测技术是有源电力滤波器高效工作的重要前提，故谐波检测方法和电流控制技术是有源电力滤波器实现工业应用的一个主要的环节，已经成为有源电力滤波器的研究热点。
[0004]传统的APF结构均为三桥臂，众多的开关管带来的不仅是大体积，高成本，更增大了APF设备的故障率；传统的APF控制器架构为基于固定参考坐标系的αβ控制结构和基于旋转参考坐标系的DQ控制结构，前者为了控制以交流值出现的谐波分量，采用比例谐振控制器，后者则通过将DQ坐标系变换后将谐波分量转换为直流量，并经由PI调节器进行无静差调节。因此，两者都存在计算负担随谐波次数增加而增大的缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种补偿不平衡谐波的复合控制方法，从而克服了传统APF的控制存在计算负担随谐波次数增加而增大、计算复杂的缺点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种补偿不平衡谐波的复合控制方法，包括：。
[0007]将两桥臂APF接入电网形成控制环路，获取控制所述控制环路的所需相位信息；
[0008]根据所需相位信息计算改进型DQ解耦控制中有功无功控制的参考量，并加入到改进型DQ解耦生成第一调制波，所述第一调制波用于稳定直流侧电压，补偿基波负序电流和无功电流；
[0009]根据所需相位信息计算各次谐波的有功无功分量，并加入到特定次谐波控制环路生成第二调制波，所述第二调制波用于补偿谐波电流；
[0010]将所述有功无功控制的调制波和第二调整谐波叠加到一起送入PWM调制模块生成所述两桥臂APF所需要的开关信号，所述开关信号直接驱动两桥臂APF的开关管的开通与关断。
[0011]优选地，所述所需相位信息包括：A、B、C三相相电压的相位、AC两相之间线电压的相位以及BC两相之间的线电压相位。
[0012]优选地，根据所需相位信息计算改进型DQ解耦控制中有功无功控制的参考量包括：
[0013]根据所述相位信息结合派克变换得到负载电流和补偿电流的基波有功无功分量，将所述基波有功无功分量带入变换矩阵P得到补偿电流的有功无功参考量，补偿电流的有功无功参考量包括基波负序电流和无功电流。
[0014]优选地，计算所述变换矩阵P包括：
[0015]根据负载电流的基波有功电流计算补偿之后的网侧电流基波正序有功的参考值，根据所述网侧电流基波正序有功的参考值计算得到相电压相位参考下的补偿电流的有功无功参考值；
[0016]根据相电压与线电压之间有功和无功的转换关系将相电压相位参考下的补偿电流的有功无功参考值转化为线电压相位参考下的有功无功参考值，经过这两次变换得到P矩阵，所述P矩阵为：
[0017][0018]式(1)中，i
La_d
为A相负载有功分量，i
La_q
为A相负载无功分量；i
Lb_d
为B相负载有功分量,i
Lb_q
为B相负载无功分量；i
Lc_d
为C相负载有功分量；i
ca_d*
为线电压相位参考下的A相补偿电流有功参考，i
cb_d*
为线电压相位参考下的B相补偿电流有功参考；i
ca_q*
为线电压相位参考下的A相补偿电流无功参考，i
cb_q*
为线电压相位参考下的B相补偿电流无功参考。
[0019]优选地，所述相电压相位参考下的补偿电流的有功无功参考值计算公式为：
[0020]式(2)中，i
ca_dref
为相电压相位参考下的A相补偿电流有功参考，i
cb_dref
为相电压相位参考下的B相补偿电流有功参考，i
ca_qref
为相电压相位参考下的A相补偿电流无功参考，i
cb_qref
B为相电压相位参考下的相补偿电流无功参考。
[0021]优选地，所述相电压与线电压之间有功和无功的转换关系为：
[0022][0023]与现有的技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]1、本专利技术所提供的补偿不平衡谐波的复合控制方法，将两桥臂APF接入电网形成控制环路，获取控制控制环路的所需相位信息；根据所需相位信息计算改进型DQ解耦控制中有功无功控制的参考量，并加入到改进型DQ解耦生成有功无功控制的调制波，有功无功控制的调制波用于稳定直流侧电压，补偿基波负序电流和无功电流；根据所需相位信息计算各次谐波的有功无功分量，并加入到特定次谐波控制环路生成第二调制波Vh，第二调制波用于补偿谐波电流；将有功无功控制的调制波和第二调整谐波叠加到一起送入PWM调制模块生成所述两桥臂APF所需要的开关信号，开关信号直接驱动两桥臂APF的开关管的开通与关断。通过改进型DQ解耦控制通过在传统DQ控制的有功无功分量中加入负序和无功参考量，使其不仅能够稳定直流侧电容电压，还可以补偿基波负序电流和无功电流；同时本专利技术还引入传统APF中使用的特定次谐波补偿到两桥臂APF中，针对含量高的谐波进行了补偿，该复合控制方法具有良好的负序、无功、谐波补偿性能。
[0025]2、本专利技术提出的通过改进型DQ解耦控制和特定次谐波控制的补偿不平衡谐波的复合控制方法的补偿效果良好，且适用于任何工况。
[0026]3、本专利技术实现简单，适合大面积推广。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例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一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本专利技术实施例提供的两桥臂APF接入电网的结构示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例提供的补偿不平衡谐波的复合控制方法的流程图；
[0030]图3是本专利技术实施例提供的双桥臂的控制示意图。
[0031]图4是本专利技术实施例仿真结果。
具体实施方式
[0032]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，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作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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种补偿不平衡谐波的复合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：将两桥臂APF接入电网形成控制环路，获取控制所述控制环路的所需相位信息；根据所需相位信息计算改进型DQ解耦控制中有功无功控制的参考量，并加入到改进型DQ解耦生成第一调制波，所述第一调制波用于稳定直流侧电压，补偿基波负序电流和无功电流；根据所需相位信息计算各次谐波的有功无功分量，并加入到特定次谐波控制环路生成第二调制，所述第二调制波用于补偿谐波电流；将所述第一调制波和第二调整谐波叠加到一起送入PWM调制模块生成所述两桥臂APF所需要的开关信号，所述开关信号直接驱动两桥臂APF的开关管的开通与关断。2.根据权利要求1所述的补偿不平衡谐波的复合控制方法，其特征在于，所述所需相位信息包括：A、B、C三相相电压的相位、AC两相之间线电压的相位以及BC两相之间的线电压相位。3.根据权利要求2所述的补偿不平衡谐波的复合控制方法，其特征在于，根据所需相位信息计算改进型DQ解耦控制中有功无功控制的参考量包括：根据所述相位信息结合派克变换得到负载电流和补偿电流的基波有功无功分量，将所述基波有功无功分量带入变换矩阵P得到补偿电流的有功无功参考量，补偿电流的有功无功参考量包括基波负序电流和无功电流。4.根据权利要求3所述的补偿不平衡谐波的复合控制方法，其特征在于，计算所述变换矩阵P包括：根据负载电流的基波有功电流计算补偿之后的网侧电流基波正序有功的参考值，根据所述网侧电流基波正序有功的参考值计算得到相电压相位参考下的补偿电流的有功无功参考值；根据相电压与线电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢锡锋，张帅，邓海鹰，左江林，罗宇强，
申请(专利权)人：广西水利电力职业技术学院，
类型：发明
国别省市：