[发明专利]基于DFT旋转变换的闭环补偿方法、系统及介质

说明书

本发明提供了一种基于DFT旋转变换的闭环补偿方法、系统及介质，包括：选定谐波频率信号产生步骤：采集电网电压，获得采样信号，将获得的采样信号输入锁相环，产生选定谐波频率的正弦sin(kw_ft)信号和余弦cos(kw_ft)信号，其中，k为选定谐波次数，w_f为基波角频率，t表示时间；选定谐波电流获取步骤：采集电网电流，依次经k次DFT变换、k次同步旋转变换、k次调节器、k次旋转反变换，提取变换结果的实部作为k次谐波参考电流，作为获得的选定谐波电流。本发明结合了DFT频域变换及同步旋转变换的优点，改善了单纯频域变换方法的响应速度。

技术领域

本发明涉及谐波补偿领域，具体地，涉及基于DFT旋转变换的闭环补偿方法、系统及介质。

背景技术

有源滤波器(APF)概念的提出至今已有20多年，在众多学者的共同努力之下，有源滤波器的技术已经相当成熟，并且已经实现商业化应用，逐渐成为电力滤波领域中高端市场的主流产品。随着商业化程度的加深及市场竞争的加剧，用户和制造商对有源滤波器的性能提出了更高要求，其中最主要的是响应速度及谐波补偿精度。

谐波检测方法可分为时域方法及频域方法2大类。时域方法在动态性能上占有优势，响应速度约为10ms，但存在较大稳态误差，往往无法满足用户对谐波补偿精度的要求。相比之下，频域方法具有较好的稳态精度，但响应时间较长，约20-30ms，不能很好的补偿快速变化的负载。

从另一方面看，谐波检测方法也可分为选择性补偿方法和全补偿方法。全补偿方法仅需检测电流中的基波分量，将其从全电流中减去就得到需要补偿的谐波分量。选择性补偿方法则需分别检测选定的谐波分量。与全补偿方法相比，选择性补偿方法具有补偿设备容量需求小、可进行延迟及失真补偿、受负载突变影响小和无稳态误差的优点。

选择性补偿法也可分为时域法和频域法两种，时域法主要包含多同步旋转变换法及谐振控制器法，时域方法的响应速度快，选择性不如频域方法，不同频率通道之间隔离度不够。频域法主要采用FFT或DFT等变换工具，从被测电流变化开始，它需要1个基波周期才能达到稳定，因此难以做到小于1个基波周期的响应时间。尽管频域法响应速度不如时域法，但对于大多数谐波负载都能适用，这也是其在商业化APF中得到主要应用的原因。但是对于快速变化的负载，频域法难以跟踪负载电流的变化，补偿精度下降。

专利文献CN109193658A(申请号：201811282582.1)公开了一种利用有源电力滤波器进行谐波电流补偿的方法，所述方法包括：分别检测得到三相电网的负载电流的5次谐波和7次谐波；根据所述5次谐波和所述7次谐波，生成第一指令电流值；检测得到负载电流谐波；根据所述负载电流谐波、所述5次谐波、所述7次谐波，生成第二指令电流值；采用电流控制闭环，使所述第一输出电流与所述第一指令电流值的差值在预设范围内；采用电流控制闭环，使所述第二输出电流与所述第二指令电流值的差值在预设范围内；利用所述第一输出电流补偿所述三相电网的低次谐波，利用所述第二输出电流补偿所述三相电网的高次谐波。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于DFT旋转变换的闭环补偿方法、系统及介质。

根据本发明提供的一种基于DFT旋转变换的闭环补偿方法，包括

选定谐波频率信号产生步骤：采集电网电压，获得采样信号，将获得的采样信号输入锁相环，产生选定谐波频率的正弦sin(kw_ft)信号和余弦cos(kw_ft)信号，其中，k为选定谐波次数，w_f为基波角频率，t表示时间；

选定谐波电流获取步骤：采集电网电流，依次经k次DFT变换、k次同步旋转变换、k次调节器、k次旋转反变换，提取变换结果的实部作为k次谐波参考电流，作为获得的选定谐波电流；

参考电流获取步骤：将获得的选定谐波电流累加，并乘以预设常数，加上直流母线电压调节电流，作为APF的参考电流；