[发明专利]一种并联混合型电能质量调节器的电流检测与控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能质量调节器的控制方法，特别涉及一种并联混合型电能质量调节器的控制方法。

背景技术

随着国民经济的电气化程度越来越高，电力用户对电能质量的要求也在不断提高。许多新型电气设备在其运行中会向电力系统注入各种电磁干扰，给电力系统的安全运行和用电设备的正常工作带来不良影响和危害。无源滤波器作为传统的谐波治理手段，由于存在只能滤除特定次谐波和可能与电网发生串并联谐振等缺点，将逐步被新型装置所取代。混合型有源滤波器(HAPF，Hybrid Active Power Filter)有效综合了有源滤波器和无源滤波器的各自优点，已成为谐波治理和无功补偿一体化系统的主要研究和发展方向。而大功率注入式混合型有源电力滤波器(IHAPF，Hybrid Active Power Filter withInjection Circuit)，进一步减小了有源滤波部分的容量，达到了工程应用的目的。但对于现有的注入式混合型有源电力滤波器，由于注入支路中基波谐振电路的存在，直流侧电压不能通过控制基波有功的交换进行控制，并且电网频率发生波动极易对有源部分造成冲击，从而导致直流侧电压抬升，严重影响系统的稳定性和可靠性。

发明内容

为了解决并联混合型电能质量调节器控制存在的上述问题，本发明提供一种并联混合型电能质量调节器的控制方法。可以保证注入式有源滤波器系统有源部分的直流侧电压稳定，并能实现谐波抑制与无功补偿功能。

本发明采取的技术方案包括以下步骤：

1)实时检测电网电流，通过迭代修正法计算出谐波电流参考信号；

2)检测直流侧电压信号，将直流侧电压参考信号与直流侧电压信号比较，得到直流侧电压信号差值，直流侧电压信号差值经PI调节器后得到电压调节信号；

3)将谐波电流参考信号与电压调节信号叠加后作为补偿电流参考信号，通过电流内环无差拍控制算法得到逆变器的开关控制信号，使逆变器所需的补偿电流。

上述的并联混合型电能质量调节器的控制方法中，所述步骤2)中的电压调节信号为调节信号与瞬时有功电流的直流分量相加。

本发明的技术效果在于：本发明采用迭代修正法计算出谐波电流参考信号，再采用PI闭环控制得到直流侧电压调节信号，将谐波电流参考信号与电压调节信号叠加后作为补偿电流参考信号，通过电流内环无差拍控制算法得到逆变器的开关控制信号，能更加精准的跟踪电流，提高并联混合型电能质量调节器的安全可靠性。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明中注入式混合型有源滤波器的拓扑结构示意图。

图2为本发明迭代修正法示意图。

图3为本发明系统单相等效电路图。

图4为本发明有源滤波器的检测和控制框图。

图5为本发明有源滤波器电流跟踪控制框图。

具体实施方式

参见图1，图1为并联混合型电能质量调节器(注入式混合型有源滤波器)的拓扑结构示意图。调节器由无源部分和有源部分组成。无源支路5次和7次用于滤除部分电网5次和7次谐波电流。有源部分由上下位机对其进行控制。上位机采用工业控制计算机，下位机采用DSP控制器，工控机通过AD采样采集电网谐波电流值，通过分析控制后输送至DSP，由DSP发出PWM波给逆变器的IGBT触发板，进而控制IGBT触发输出所需的谐波电流注入到电网滤除谐波电流。

图1中，隔离变压器的作用是合理调配有源部分承受的电压电流并且实现电气隔离。变压器原边的有源电力滤波器和电感并联连接，其基波等效阻抗远远低于变压器副边的单调谐无源滤波支路阻抗，因此分压很小，有源电力滤波器承受的系统基波电压很低，有利于减小其容量，降低成本。并且可以通过控制基波有功的交换来稳定直流侧电压，避免了采用额外的不可控整流电路，节省了成本。此外，在系统上电瞬间或电网电压发生突变时，由于电容器电压不能突变，单调谐无源滤波支路电感和变压器二次侧的并联电感进行阻抗分压，对有源部分冲击很小，不会造成直流侧电压抬升，提高了系统的抗干扰能力。无源滤波器组与有源部分并联接入电网，滤除特征次谐波和高次谐波。单调谐无源滤波器作为有源电力滤波器的注入支路，为逆变器发出的特征次谐波电流提供低阻抗通道，可以实现很好的滤波效果。