[发明专利]增强型有源电力滤波器及其控制策略

权利要求书

1.一种增强型有源电力滤波器的控制策略，其特征在于，包括以下步骤：

1)对电网系统上电之后，初始化增强型有源电力滤波器的运行模式标示，使得增强型有源电力滤波器的运行模式标示S＝0；其中，增强型有源电力滤波器的运行模式标示S为0时，表示增强型有源电力滤波器的运行模式为暂态运行模式，增强型有源电力滤波器的运行模式标示S＝1时，表示增强型有源电力滤波器的运行模式为稳态运行模式；

2)实时采集负载电流信号，并对采集得到的负载电流信号进行滤波以及放大预处理；

3)实时查询当前增强型有源电力滤波器的运行模式标示S的值，获取当前增强型有源电力滤波器的运行模式；

4)当增强型有源电力滤波器的运行模式标示S＝0时：

a、将预处理后的负载电流信号进行abc/dq变换，提取出负载电流的工频分量I；

b、将得到的工频分量I与设定的参考值I₀作差，得到差量ΔI；

将差量ΔI与预设的阈值I_BW对比，如果ΔI≤I_BW，则认为电网系统未发生暂态冲击，维持S＝0不变，继续执行稳态治理子系统，跳转第c步；如果ΔI>I_BW，则电网系统中发生了暂态冲击，中断此时的稳态治理子系统，设置增强型有源电力滤波器的运行模式标示S＝1，切换进入暂态治理子系统过程；

c、对进行abc/dq变换后的负载电流信号计算无功、负序、谐波电流的成分，合成控制指令，生成PWM信号，控制逆变器输出补偿电流；

5)当增强型有源电力滤波器的运行模式标示S＝1时：增强型有源电力滤波器将切换进入暂态治理子系统。

2.根据权利要求1所述的增强型有源电力滤波器的控制策略，其特征在于，当稳态治理子系统时，逆变器输出的补偿电流为i_c＝i_h+i_q，其中，i_h为谐波电流，i_q为基波无功电流。

3.根据权利要求1所述的增强型有源电力滤波器的控制策略，其特征在于，所述暂态治理子系统过程包括以下步骤：

3.1、将预处理后的负载电流信号i送入DSP设置的软件数据缓冲器BUFFER中，BUFFER数据整体右移一位，刷新BUFFER；其中负载电流i包括了稳态成分i_s＝A_ssin(wt+θ_s)和暂态成分i_t＝Ae^-ρtsin(w_tt+θ_t)；其中，A_s为稳态成分幅值，A为暂态成分峰值，w为稳态成分频率，θ_s为稳态成分相角，w_t为暂态成分频率，θ_t为暂态成分相角；

3.2、在线算法利用BUFFER中的数据，计算特征参数，求得稳态成分i_s和暂态成分i_t中的各个特征参数，所述特征参数包括衰减系数、冲击幅值以及振荡频率；

3.3、根据所求得暂态成分的特征参数，对暂态安全稳定进行分析：

a、判断电网系统的暂态过程，如果电网系统的暂态过程是非收敛性的振荡，则立刻发出警告信号，切除不安全负载，维持S＝1不变，并跳转至步骤5)；

b、如果电网系统的暂态过程是是收敛性的振荡，则计算出暂态冲击的峰值I_m，对冲击程度进行预测。

4.根据权利要求3所述的增强型有源电力滤波器的控制策略，其特征在于，对冲击程度进行预测包括：

如果暂态冲击的峰值I_m≤I_sBW，则暂态冲击无影响，其中，I_sBW为暂态安全预设值，暂态冲击在电网承受范围内，结束暂态治理子系统，并置S＝0，切换进入稳态治理子系统，跳转至第4)步；

如果I_m>I_sBW，则维持S＝1不变，并计算暂态电流成分大小，合成控制指令，生成PWM信号，控制逆变器输出补偿电流。

5.根据权利要求4所述的增强型有源电力滤波器的控制策略，其特征在于，当暂态运行模式时，逆变器输出的补偿电流i_c＝i_t，其中i_t为暂态冲击电流。

6.一种增强型有源电力滤波器，其特征在于，包括：采集模块、信号处理模块以及逆变器；

其中，采集模块用于实时采集负载电流信号，并对采集得到的负载电流信号进行滤波以及放大预处理；

信号处理模块用于对电网系统上电之后，初始化增强型有源电力滤波器的运行模式标示，使得增强型有源电力滤波器的运行模式标示S＝0；其中，增强型有源电力滤波器的运行模式标示S为0时，表示增强型有源电力滤波器的运行模式为暂态运行模式，增强型有源电力滤波器的运行模式标示S＝1时，表示增强型有源电力滤波器的运行模式为稳态运行模式；当增强型有源电力滤波器的运行模式标示S＝0时：

a、将预处理后的负载电流信号进行abc/dq变换，提取出负载电流的工频分量I；

b、将得到的工频分量I与设定的参考值I₀作差得到差量ΔI；

将差量ΔI与预设的阈值I_BW对比，如果ΔI≤I_BW，则认为电网系统未发生暂态冲击，维持S＝0不变，继续执行稳态治理子系统，跳转第c步；如果ΔI>I_BW，则电网系统中发生了暂态冲击，中断此时的稳态治理子系统，设置增强型有源电力滤波器的运行模式标示S＝1，切换进入暂态治理子系统过程；

c、对进行abc/dq变换后的负载电流信号计算无功、负序、谐波电流的成分，合成控制指令，生成PWM信号；

当增强型有源电力滤波器的运行模式标示S＝1时：增强型有源电力滤波器将切换进入暂态治理子系统；

PWM信号对逆变器进行控制，其中，所述逆变器包括电压变换电路，以及与电压变换电路相连的储能装置，所述储能装置是超级电容或蓄电池。