專利名稱：：有源濾波器復(fù)合檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及有源電力濾波
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體的說是一種有源濾波器復(fù)合檢測方法。
背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，大功率電力電子裝置等非線性負(fù)載得到廣泛應(yīng)用，帶給電網(wǎng)的諧波污染問題也越來越嚴(yán)重。因此，采用APF(有源電力濾波器，ActivePowerFilter)抑制諧波已成為電力電子技術(shù)中的一個(gè)重大課題。圖1所示為最基本的有源電力濾波器系統(tǒng)構(gòu)成的原理圖。圖中，Us表示交流電源，負(fù)載為非線性負(fù)載，它產(chǎn)生諧波。APF的基本原理是從負(fù)載電流i,中分離出諧波電流分量iLh然后將其反極性作用后產(chǎn)生補(bǔ)償電流的指令信號i匸=-i,h。電流跟蹤控制電路的根據(jù)主電路產(chǎn)生的補(bǔ)償電流ic應(yīng)跟蹤i'e的原則，計(jì)算出主電路各開關(guān)器件的觸發(fā)脈沖。此脈沖經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后作用于主電路，產(chǎn)生補(bǔ)償電流ic。由于，ic^，所以，is=iL-ic=iL-(=iL-iLh。即電源電流"中只含有基波分量，從而達(dá)到消除諧波的目的。因此，對諧波電流準(zhǔn)確實(shí)時(shí)檢測是APF的重要環(huán)節(jié)。目前，并聯(lián)型APF的諧波電流檢測主要是基于瞬時(shí)無功理論的f。-;。法，此方法能很好的檢測出負(fù)載電流中的諧波含量，而電流的產(chǎn)生采用滯環(huán)控制法，瞬時(shí)無功理論及其控制方法原理見圖2。圖2中。/6，/。為三相三線制電路的各相電流瞬時(shí)值；e。是a相的電壓瞬時(shí)值；V，V，Q為基波電流；/:，4，C為諧波電流；PLL為鎖相環(huán)；LPF為低通濾波器。該方法通過鎖相環(huán)和正、余弦發(fā)生電路得到與電源電壓e。同相位的正弦信號和對應(yīng)的余弦信號。這兩個(gè)信號與/。，4，^一起計(jì)算出基波有功電流和基波無功電流^，^然后經(jīng)LPF濾波得出^，々的直流分量5，《。由5，《可計(jì)算出V，V，Q，生而計(jì)算出C，一.*一4*承=—V丄雖然基于瞬時(shí)無功理論的z'其中，c=河!口,法能很好的檢測出負(fù)載電流中的1一21o___II2C35諧波含量，但輸出的電流經(jīng)過輸出濾波器濾波后存在幅值的變化及相移。若負(fù)載電流變化率很大，APF指令電流的變化率也很大，此時(shí)輸出濾波器將使APF的補(bǔ)償效果大打折扣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決輸出濾波器的時(shí)延與相移，而提出一種有源濾波器復(fù)合檢測方法。實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下有源濾波器復(fù)合檢測方法，包括如下步驟a,將e。倍頻后通過鎖相環(huán)和正、余弦發(fā)生電路得到與e。同相位的正弦信號sin聽/和對應(yīng)的余弦信號cos腳f，從而得到變換陣C。，，b.將網(wǎng)側(cè)三相電流/,。、^和^經(jīng)過3/2變換，變換成為靜止兩相坐標(biāo)系下的電流za和^，再將兩相電流和/々經(jīng)過變換陣C得出在該坐標(biāo)系下的各次諧波的無功和有功電流分量和<，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>c.將有功和無功電流分量y"和<經(jīng)LPF濾波得出m次諧波的有功和無功分量F"和『，經(jīng)變換陣C^求出兩相坐標(biāo)系電流/a,，,和^，再經(jīng)過2/3變換最終得到m次諧波電流/。m、u和L;d.設(shè)負(fù)載側(cè)電流環(huán)計(jì)算得出的三相瞬時(shí)基波電流為/。,、/6/和^，實(shí)測電網(wǎng)側(cè)m次諧波電流為L、^和^，實(shí)測負(fù)載電流為z。、/,和(，則指令電流為-《c+"-V+/('、,)—/c/+/(/c,)。在上述公式中，取函數(shù)/(;c)-Ax，通過仿真和實(shí)驗(yàn)得到不同負(fù)載大小下較優(yōu)的k值，并列表供程序調(diào)用。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、采用復(fù)合檢測方法能減小因?yàn)V波環(huán)節(jié)引起的時(shí)延和相移帶來的不利影響，從而提高有源濾波器的補(bǔ)償效果；2、對負(fù)載側(cè)檢測方法進(jìn)行優(yōu)化，減少了計(jì)算量。圖1為現(xiàn)有濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為現(xiàn)有控制方法的原理圖圖3為本發(fā)明有源濾波器復(fù)合檢測方法原理圖具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖3所示，本發(fā)明是在傳統(tǒng)諧波電流檢測方法的基礎(chǔ)上，為了解決輸出濾波器的時(shí)延與相移，提出的有源濾波器復(fù)合檢測方法，圖中虛線下方為負(fù)載側(cè)電流環(huán)控制(原理與圖2—致)，它根據(jù)負(fù)載側(cè)電流提取出每相電流中需要補(bǔ)償?shù)碾娏髦噶钪礮和H虛線上方是電網(wǎng)側(cè)電流環(huán)控制，它從電網(wǎng)側(cè)檢測通過負(fù)載側(cè)電流環(huán)控制補(bǔ)償后系統(tǒng)電流中還留有的某幾次諧波。具體包括如下步驟1將^倍頻后通過鎖相環(huán)和正、余弦發(fā)生電路得到與e。同相位的正弦信號sinm紐和對應(yīng)的余弦信號^smw，從而得到變換陣C，,,，cos附w/sinww/1b.將網(wǎng)側(cè)三相電流4。、^和^經(jīng)過3/2變換，變換成為靜止兩相坐標(biāo)系下的電流/。和^，再將兩相電流^和/々經(jīng)過變換陣C得出在該坐標(biāo)系下的各次諧波的無功和有功電流分量Z和^"，似c.將有功和無功電流分量/'和^"經(jīng)LPF濾波得出m次諧波的有功和無功分量F"和『，經(jīng)變換陣c;-'求出兩相坐標(biāo)系電流/^和^，再經(jīng)過2/3變換最終得到m次諧波電流/。、4和L;d.設(shè)負(fù)載側(cè)電流環(huán)計(jì)算得出的三相瞬時(shí)基波電流為』、^禾口』，實(shí)測電網(wǎng)側(cè)m次諧波電流為U、^和L，實(shí)測負(fù)載電流為/。、^和^，則指令電流為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>/*cc=/c。為減少計(jì)算量，在實(shí)際應(yīng)用中取函數(shù)/(力=&，可通過仿真和實(shí)驗(yàn)得到不同負(fù)載大小下較優(yōu)的k值，并列表供程序調(diào)用。本發(fā)明在電流變化率較大處，復(fù)合檢測方法比現(xiàn)有的檢測方法更有效抑制電流的尖刺；引入網(wǎng)側(cè)檢測方法的復(fù)合檢測方法具有更好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。權(quán)利要求1.有源濾波器復(fù)合檢測方法，其特征為，包括如下步驟a.將ea倍頻后通過鎖相環(huán)和正、余弦發(fā)生電路得到與ea同相位的正弦信號sinmωt和對應(yīng)的余弦信號cosmωt，從而得到變換陣Cm，<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>C</mi><mi>m</mi></msub><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><mo>-</mo><mi>sin</mi><mi>m&omega;t</mi></mtd><mtd><mi>cos</mi><mi>m&omega;t</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>cos</mi><mi>m&omega;t</mi></mtd><mtd><mi>sin</mi><mi>m&omega;t</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow>]]></math></maths>b.將網(wǎng)側(cè)三相電流isa、isb和isc經(jīng)過3/2變換，變換成為靜止兩相坐標(biāo)系下的電流iα和iβ，再將兩相電流iα和iβ經(jīng)過變換陣Cm得出在該坐標(biāo)系下的各次諧波的無功和有功電流分量pm和qm，<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msup><mi>p</mi><mi>m</mi></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>q</mi><mi>m</mi></msup></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><msub><mi>C</mi><mi>m</mi></msub><msub><mi>C</mi><mn>32</mn></msub><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>i</mi><mi>sa</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>i</mi><mi>sb</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>i</mi><mi>sc</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow>]]></math></maths>c.將有功和無功電流分量pm和qm經(jīng)LPF濾波得出m次諧波的有功和無功分量<overscore>p</overscore>m和<overscore>q</overscore>m，經(jīng)變換陣Cm-1求出兩相坐標(biāo)系電流iαm和iβm，再經(jīng)過2/3變換最終得到m次諧波電流iam、ibm和icm；d.設(shè)負(fù)載側(cè)電流環(huán)計(jì)算得出的三相瞬時(shí)基波電流為iaf、ibf和icf，實(shí)測電網(wǎng)側(cè)m次諧波電流為iam、ibm和icm，實(shí)測負(fù)載電流為ia、ib和ic，則指令電流為<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>i</mi><mi>ac</mi><mo>*</mo></msubsup><mo>=</mo><msub><mi>i</mi><mi>a</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>i</mi><mi>af</mi></msub><mo>+</mo><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>i</mi><mi>am</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths>i*bc＝ib-ibf+f(ibm)i*cc＝ic-icf+f(icm)2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源濾波器復(fù)合檢測方法，其特征為其中在上述公式中，取函數(shù)/(勾=&，通過仿真和實(shí)驗(yàn)得到不同負(fù)載大小下較優(yōu)的k值，并列表供程序調(diào)用。全文摘要本發(fā)明為一種有源濾波器復(fù)合檢測方法，包括如下步驟a.將e_a倍頻后通過鎖相環(huán)和正、余弦發(fā)生電路得到與e_a同相位的正弦信號sinmωt和對應(yīng)的余弦信號cosmωt，從而得到變換陣C_m；b.將網(wǎng)側(cè)三相電流i_sa、i_sb和i_sc經(jīng)過3/2變換，變換成為靜止兩相坐標(biāo)系下的電流i_α和i_β，再將兩相電流i_α和i_β經(jīng)過變換陣C_m得出在該坐標(biāo)系下的各次諧波的無功和有功電流分量p^m和q^m；c.將有功和無功電流分量p^m和q^m經(jīng)LPF濾波得出m次諧波的有功和無功分量p^m和q^m，經(jīng)變換陣C_m^-1求出兩相坐標(biāo)系電流i_αm和i_βm，再經(jīng)過2/3變換最終得到m次諧波電流i_am、i_bm和i_cm；d.以A相為例計(jì)算指令電流為i_ac＝i_a-i_af+f(i_am)。文檔編號H02J3/01GK101527456SQ200810008070公開日2009年9月9日申請日期2008年3月6日優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日發(fā)明者莫志祿申請人:莫志祿