本發(fā)明涉及一種有源濾波技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法。

背景技術(shù)：

隨著當(dāng)前電網(wǎng)負(fù)載的復(fù)雜多樣，由諧波和無功等電能質(zhì)量引發(fā)的問題越發(fā)嚴(yán)重。電網(wǎng)和用電設(shè)備都有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)諧波含量進(jìn)行限制，

圖1所示為有源電力濾波器的工作原理圖，參考圖1，有源電力濾波器(簡(jiǎn)稱apf)是一種能動(dòng)態(tài)抑制諧波和補(bǔ)償無功的電力電子裝置，相當(dāng)于一個(gè)可控電流源，并聯(lián)于電網(wǎng)，通過檢測(cè)負(fù)載電流的諧波成分，產(chǎn)生與負(fù)載諧波電流大小相等方向相反的電流注入電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)諧波的補(bǔ)償。有源電力濾波器的負(fù)載電流il分解為基波成分if和諧波成分ih，有源電力濾波器輸出電流為i，由模擬信號(hào)采樣電路10采集負(fù)載側(cè)的電流波形il和有源電力濾波器自身發(fā)出的電流波形i，通過指令電流運(yùn)算電路11計(jì)算出參考電流i*，電流跟蹤控制電路12通過閉環(huán)控制算法計(jì)算出主電路控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)有源電力濾波器的電流i精確實(shí)時(shí)跟蹤參考電流i*，驅(qū)動(dòng)電路13把控制信號(hào)放大傳輸給主電路14的igbt功率模塊，完成電流i的輸出。令參考電流i*＝ih，即有源電力濾波器輸出相同諧波抵消負(fù)載諧波，則系統(tǒng)側(cè)電流is只含有負(fù)載側(cè)的基波電流if，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的諧波濾除作用。

實(shí)際應(yīng)用中由于各種寄生參數(shù)和負(fù)載的不確定性，有源電力濾波器發(fā)出的諧波有可能和系統(tǒng)阻抗或負(fù)載產(chǎn)生諧振，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，燒毀其他負(fù)載，或者導(dǎo)致有源電力濾波器自身頻繁保護(hù)而不能正常工作。所以有源電力濾波器有必要具有智能感知系統(tǒng)阻抗避開 敏感頻率的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法，用于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。

本發(fā)明的一種有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法，其中，包括：采集電流；計(jì)算瞬時(shí)電流值誤差包括：

計(jì)算有效電流值誤差，

為有源電力濾波器第k個(gè)采樣點(diǎn)的給定電流瞬時(shí)值，in(k)為有源電力濾波器第k個(gè)采樣點(diǎn)的實(shí)際電流采樣值，為有源電力濾波器給定n次諧波有效值，inrms為有源電力濾波器實(shí)際輸出電流有效值；n為一個(gè)工頻周期的采樣點(diǎn)數(shù)；

將有效電流值誤差和瞬時(shí)電流值誤差進(jìn)行加權(quán)歸一化處理得：

en＝kni*eni+knrms*enrms；

將歸一化后的加權(quán)誤差en與一誤差閾值er進(jìn)行對(duì)比，如果|en|>er，有源電力濾波器實(shí)際運(yùn)行中不予補(bǔ)償，控制參數(shù)pn＝0；如果|en|≤er，對(duì)有源電力濾波器的控制系數(shù)pn進(jìn)行校準(zhǔn)包括：

根據(jù)本發(fā)明的有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法的一實(shí)施例，其中，包括：所有給定諧波相位統(tǒng)一為正序0度。

根據(jù)本發(fā)明的有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法的一實(shí)施例，其中，控制參數(shù)pn＝0該次諧波不輸出，控制參數(shù)pn＝1該次諧波100％輸出。

綜上，本發(fā)明有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法算法簡(jiǎn)單，計(jì) 算量小，工程上容易實(shí)現(xiàn)，可同時(shí)校準(zhǔn)閉環(huán)輸出誤差，提高補(bǔ)償精度。

附圖說明

圖1所示為有源電力濾波器的工作原理圖；

圖2所示為本發(fā)明有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖2所示為本發(fā)明有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法的流程圖，如圖2所示，發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的阻抗自適應(yīng)算法，一般需要測(cè)算出系統(tǒng)在各個(gè)頻率點(diǎn)或頻段的阻抗，通過調(diào)整控制參數(shù)，增加阻尼來抑制諧振。通過測(cè)量諧波注入點(diǎn)的電壓電流準(zhǔn)確算出系統(tǒng)阻抗zih＝ug_ih/ig_ih，算法復(fù)雜，計(jì)算量大。

本發(fā)明有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法的基本原理為有源電力濾波器分別發(fā)出給定次諧波，通過對(duì)比給定電流與反饋電流的誤差來判斷此頻率有無諧振。當(dāng)誤差大于給定值，判斷此頻率為敏感頻率，在apf的補(bǔ)償電流中自動(dòng)去除此頻率電流成分。當(dāng)誤差小于給定值，判斷此頻率為可控頻率，并根據(jù)檢測(cè)電流來調(diào)整給定系數(shù)校準(zhǔn)apf精度。

參考圖1以及圖2，第n次諧波頻段的阻抗有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法包括：

有源電力濾波器的給定次工作頻率，分別為2-50次諧波，即100hz-2500hz。由于有源電力濾波器在不同頻率下的電流能力不同，頻率越高輸出能力越小，同時(shí)考慮此測(cè)試過程的安全問題(防止意外過流過壓損壞設(shè)備)，第n次給定諧波幅值an如公式1所示：

公式1；

其中ir為有源電力濾波器的額定電流有效值。

由于有源電力濾波器與電網(wǎng)和其他用電設(shè)備諧振與頻率有關(guān)，與相位無關(guān)，因此所有給定諧波相位統(tǒng)一為正序0度。

定義給定n次諧波電流為in*，apf實(shí)際輸出第n次諧波電流為in。即參考電流i*＝in*，i＝in。給定電流和實(shí)際輸出電流的誤差由兩部分組成：瞬時(shí)值誤差eni和有效值誤差erms，分別如公式2、3所示：

公式2；

公式3；

其中n為一個(gè)工頻周期的采樣點(diǎn)數(shù)，k為第k個(gè)采樣點(diǎn)，為第k個(gè)采樣點(diǎn)的給定電流瞬時(shí)值，in(k)為第k個(gè)采樣點(diǎn)的實(shí)際電流采樣值，為給定n次諧波有效值，inrms為有源電力濾波器實(shí)際輸出電流有效值。

加權(quán)誤差為en，因?yàn)椴煌l率諧波的給定幅值an不同，此處通過加權(quán)系數(shù)進(jìn)行歸一化處理，如公式4所示：

en＝kni*eni+knrms*enrms公式4；

其中kni和knrms為加權(quán)系數(shù)。

歸一化后的加權(quán)誤差en與誤差閾值er進(jìn)行對(duì)比。如果|en|>er，此頻率為系統(tǒng)中的敏感頻率，有源電力濾波器實(shí)際運(yùn)行中不予補(bǔ)償，控制參數(shù)pn＝0。如果|en|≤er，對(duì)有源電力濾波器的控制系數(shù)pn進(jìn)行校準(zhǔn)，如公式5所示：

公式5；

其中，控制系數(shù)pn在系統(tǒng)中的意義為給定補(bǔ)償系數(shù)。有源電力濾波器正常工作時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載側(cè)電流il，分析計(jì)算出il中包含的各次諧波電流ihn(k)，總諧波含量ih(k)如式6所示：

公式6；

其中，k為第k個(gè)控制周期，n為第n次諧波，對(duì)50次諧波求和。

有源電力濾波器的參考電流i*(k)為各次諧波電流的加權(quán)和，控制參數(shù)pn＝0即該次諧波不輸出，控制參數(shù)pn＝1即該次諧波100％輸出，通過式5微調(diào)pn參數(shù)，可提高補(bǔ)償精度，如公式7所示：

公式7；

綜上，本發(fā)明有源電力濾波器電網(wǎng)阻抗自適應(yīng)方法算法簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，工程上容易實(shí)現(xiàn)，可同時(shí)校準(zhǔn)閉環(huán)輸出誤差，提高補(bǔ)償精度。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。