[发明专利]一种无谐波检测的APF控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子领域，具体涉及一种无谐波检测的APF(有源电力滤波器)控 制方法。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置及大量非线性负载带来了电网的 谐波污染问题，为了解决电网日益严重的谐波问题，可以采用有源电力滤波器(APF)作 为电网谐波动态补偿的装置。常规的控制方法中，首先通过谐波检测环节检测出谐波指 令电流，然后进行电流跟踪控制。按照这种常规控制方法，要想实现谐波补偿，首要任 务是精确、快速地检测出负载电流中的谐波分量，这一点关系着APF最终谐波补偿的效 果。

常见谐波检测方法主要有：带通或者带阻模拟滤波器检测法、基于瞬时无功功率理 论的检测法、基于傅里叶变换的快速FFT检测法、基于小波变换的检测法等。但采用常 规控制方法时，上述常见的谐波检测环节都存在低通滤波器，由于低筒滤波器频率的选 择在滤波效果和快速性两方面不能兼顾。导致了只要谐波检测环节存在，就很难避免检 测的延迟与误差，进而影响谐波补偿效果。

综上所述，如何提高谐波补偿效果，满足电网谐波治理的迫切需求是现在亟需解决 的问题。

发明内容

本发明提供一种无谐波检测的APF控制方法，已解决现有的控制方法对谐波补偿效 果受谐波检测技术影响的问题。

本发明提供了一种无谐波检测的APF控制方法，APF与负载并联接入电网，包括以下 几个步骤：

锁相环(PLL)模块获取电网电压u_s，得到电网的相位角θ₀和角频率ω₀，输出与电网电 压u_s同频同相的单位幅值的正弦信号S_u；

将APF直流侧母线电压的给定值与实测值U_dc作差，得到的差值△U_dc

电压控制模块获取所述差值△U_dc，输出电网电流给定值的幅值

将电网电流给定值的幅值乘以正弦信号S_u，得到电网电流的给定值

将电网电流的给定值与实测值i_s作差，得到的差值△i_s；

电流控制模块获取所述差值△i_s，输出控制量u_m；

SVPWM模块根据所述控制量u_m，得到对应的开关控制信号，且以所述开关控制信号 控制主电路各个IGBT的开通与关断。

优选的，在上述无谐波检测的APF控制方法中，控制方法是在dq同步旋转坐标系下 进行的，对电压信号和电流信号均先后进行abc-dq坐标变换和dq-abc坐标变换。

优选的，在上述无谐波检测的APF控制方法中，所述电压控制模块采用常规PI控制 器输出电网电流给定值的幅值所述PI控制器传递函数为：

其中，K_Pdc和K_Idc分别为PI控制器的比例和积分系数。

优选的，在上述无谐波检测的APF控制方法中，所述电流控制模块采用常规PI控制 器的基础上，增加改进型的谐振控制器的方式输出控制量u_m，所述常规PI控制器与多个 改进型谐振控制器并联，改进型的谐振控制器的传递函数为：

其中，K_Ph、K_Ih分别为对h次谐波设置的谐振控制器比例系数和谐振系数，ω₀为电 网角频率，h为谐波次数，h＝6k，k＝1,2,3…；

总传递函数为：

其中，K_P1、K_I1分别表示常规PI控制器的比例系数和积分系数。

在上述无谐波检测的APF控制方法中，由于直流侧电压值的变化反映了APF交、直 流侧能量的交换，可以通过调节直流侧电压来获取APF系统的指令电流，所以本发明提 供的控制方法对谐波的控制性能将不受谐波检测技术的影响。而且控制结构简单，省去 了多个电流互感器的使用，节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单 地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明提供的无谐波检测的APF控制方法的控制框图；