[发明专利]单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法、装置及设备

说明书

本发明公开了一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法、装置及设备，该方法包括：获取当前时刻的负载电流、电网电压和直流侧电压；利用单相有源滤波器的锁相环，获取电网电压对应的当前时刻的交流电网的角频率值和相位值；根据负载电流、有功分量、直流侧电压反馈和相位值，获取当前时刻的谐波指令电流；根据直流侧电压，获取当前时刻的直流侧电压反馈；根据负载电流、有功分量和相位值，获取当前时刻的谐波指令电流；可见，本发明利用积分环节获取谐波指令电流，排除了低通滤波器在获取谐波指令电流过程中的影响，使获取谐波指令电流的算法更为简单，且提高了获取的谐波指令电流的精度和补偿效果。

技术领域

本发明涉及有源滤波技术领域，特别涉及一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法、装置及设备。

背景技术

随着单相电力电子设备的广泛使用，产生的大量谐波严重影响了单相电网的电能质量。因此，单相有源电力滤波器的使用成为了谐波抑制和无功补偿的重要手段。其主要原理如图1所示，谐波指令电流模块(指令电流计算)可以计算出补偿需要的谐波指令电流作为控制模块的给定，控制模块通过控制VT₁～VT₄的开通和关断使APF(Active PowerFilter，有源滤波器)主电路产生一个和指令电流大小相等相位相反的电流来达到有源滤波的目的。所以，谐波指令电流的精度直接影响到整个单相APF系统的补偿效果。

现有技术中，使用最广的谐波指令电流的检测方法是基于瞬时功率理论的检测方法，该方法对谐波指令电流获取的方式是通过dq变换实现的，原理图如图2所示，通过低通滤波器(Low Pass Filter:LPF)对负载电流i_L进行dq变换后的d轴分量进行处理，得到d轴直流量再进行dq反变换得到基波电流有功分量i_f。负载电流i_L再和基波电流有功分量i_f做差即可得到谐波电流和无功电流总和i_h，再加上直流侧反馈电流即可得到谐波指令电流

由图2很明显可以看出LPF在整个检测系统中成为了关键部分，LPF的性能决定了最后谐波指令电流的精度。然而如LPF的种类、截止频率和阶数的不同都会造成最终谐波指令电流的不同，其中包括幅值衰减、相位延迟等。

因此，如何能够更加简单方便的获取谐波指令电流，避免传统算法中的低通滤波器对谐波指令电流的影响，提升获取的谐波指令电流的精度，是现今急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法、装置及设备，以利用简单易行的积分环节获取谐波指令电流，提升获取的谐波指令电流的精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种单相有源滤波器的谐波指令电流获取方法，包括：

获取当前时刻的负载电流、电网电压和直流侧电压；

利用所述单相有源滤波器的锁相环，获取所述电网电压对应的所述当前时刻的交流电网的角频率值和相位值；

根据所述负载电流、所述电网电压和所述角频率值，计算所述负载电流的有功分量；

根据所述直流侧电压，获取所述当前时刻的直流侧电压反馈；

根据所述负载电流、所述有功分量、所述直流侧电压反馈和所述相位值，获取所述当前时刻的谐波指令电流。

可选的，所述根据所述直流侧电压，获取所述当前时刻的直流侧电压反馈，包括：

将所述直流侧电压与预设电压值之差输入到PI控制器，并将所述PI控制器的输出作为所述直流侧电压反馈。

可选的，所述根据所述负载电流、所述电网电压和所述角频率值，计算所述负载电流的有功分量，包括：