[发明专利]基于性能评价体系的感应调控滤波系统虚拟阻抗控制策略

说明书

本发明公开一种感应调控滤波系统性能评价体系及其虚拟阻抗控制策略，结合电力感应调控滤波系统的三相谐波传递矩阵，分别构建反映滤除来自负载侧谐波电流能力的滤除率评价指标和反映阻尼来自电网背景谐波电压的阻尼率评价指标；其中，滤除率评价指标包含主谐波滤除率、次谐波滤除率和综合谐波滤除率，阻尼率评价指标包含主谐波阻尼率和综合谐波阻尼率；所述虚拟阻抗控制策略在控制环节中，采用复数增益代替传统的实数增益，所述复数增益的特点是相位在0‑90度，幅值为大于零的实数，控制器的输出应满足：K_n作为虚拟阻抗，呈感性。本发明公开的感应调控滤波系统性能评价体系及其虚拟阻抗控制策略为滤波系统软硬件参数设计提供了有益的理论指导。

技术领域

本发明涉及一种滤波系统的控制方法，更具体地，涉及一种感应调控滤波系统性能评价体系及其虚拟阻抗控制策略。

背景技术

由于电力电子器件的广泛应用，不可避免地对电力系统带来了谐波污染、无功损耗等一系列电能质量问题。综合考虑电压等级和滤波效果，无源滤波方法和有源滤波方法作为现有的主流电能质量治理措施通常选择在网侧实施谐波抑制和无功补偿，而谐波和无功电流分量在电力系统中任意流窜会对电气设备产生各种危害，如对整流变压器产生振动、温升、损耗和噪音等。感应滤波技术通过特殊设计的额外第三滤波绕组在变压器的二次侧实施谐波抑制，最大程度上缩短了谐波的流通路径，减少了对变压器的损耗。而基于无源滤波方法的感应滤波器技术只能滤除调谐次谐波，并容易受到电网背景谐波电压影响而降低滤波效果。有鉴于此，结合混合滤波方法，感应调控滤波系统仅利用小容量的有源逆变器便可大幅提升原有的滤波效果。目前对感应调控滤波系统的研究缺乏定量的滤波性能评价标准，并且过大的控制增益往往会导致系统稳定性降低，从而影响滤波效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对目前对于电力感应调控滤波系统性能评价标准的欠缺，提出一种针对该滤波系统构建的滤波性能评价体系；并提出一种虚拟阻抗控制策略，实现对传统控制策略的优化。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种感应调控滤波系统性能评价体系及其虚拟阻抗控制策略，结合电力感应调控滤波系统的三相谐波传递矩阵，分别构建反映滤除来自负载侧谐波电流能力的滤除率评价指标和反映阻尼来自电网背景谐波电压的阻尼率评价指标；其中，滤除率评价指标包含主谐波滤除率、次谐波滤除率和综合谐波滤除率，阻尼率评价指标包含主谐波阻尼率和综合谐波阻尼率；

所述控制策略在控制环节中，采用复数增益代替传统的实数增益，所述复数增益的特点是相位在0-90度，幅值为大于零的实数，控制器的输出应满足：

式中，K_n作为虚拟阻抗，呈感性。

本发明中所提及的一种感应调控滤波系统性能评价体系及其虚拟阻抗控制策略，结合电力感应调控滤波系统的三相谐波传递矩阵，分别构建能准确反映滤除来自负载侧谐波电流能力的滤除率评价指标和反映阻尼来自电网背景谐波电压的阻尼率评价指标，该评价体系能准确反映滤波系统的工作性能，有助于对控制器参数的整定设置和硬件电路的设计；提出了一种先进控制策略，采用复数增益代替传统的实数增益，即用感性阻抗控制方式代替传统的阻性阻抗控制，防止潜在的在较小增益范围内产生的谐波放大现象，改善了系统的滤波性能，实现了以相对更小的增益满足要求的滤波效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述的电力感应调控滤波系统原理接线图；

图2是本发明所述的先进虚拟阻抗控制策略；