[发明专利]一种基于有源滤波器的三相不平衡补偿控制方法

说明书

本发明公开了一种基于有源滤波器的三相不平衡补偿控制方法，它包括：将三相不平衡补偿装置通过公共耦合点并联到配变低压侧与三相不平衡负荷之间；采集网侧三相电压，运用基于二阶广义积分器的锁相环输出当前相位；采集网侧三相电感电流和逆变侧三相电感电流，利用锁相环输出的相位分别计算出交直轴分量；对逆变侧三相电感电流，经谐波计算和序分量计算分别计算出综合补偿电流的给定值；运用基于网侧电流补偿和比率谐振控制算法输出修正后的电流给定值，利用修正后的电流给定值再经电压外环控制和Clark‑Park逆变换输出三相电压的调制目标值，解决了三相不平衡补偿装置控制动态响应性能较差、引起谐振和特定谐波滤除性能差等问题。

技术领域

本发明属于配电台区三相负荷自动调节技术领域，尤其涉及一种基于有源滤波器的三相不平衡补偿控制方法。

背景技术

配网负荷具有复杂性和多样性的特点，特别是非线性负载和不平衡负载接入配电网所产生的非正序电流(包括负序电流和零序电流)、谐波电流以及无功不足严重影响了电力网络和一、二次设备的安全运行。配电网中存在负序分量和零序分量会导致以下严重问题：中线电流过大；功率因数低；由于线损的增加导致电能传输效率低；接入电网的电机和变压器过热；视在功率需求增加；影响用户供电质量；等等。

目前三相不平衡治理主要有三种方式：一是电容自动调节型装置(如相间电容补偿)，二是换相开关型调节装置，三是电力电子型自动调节装置(如静止无功发生器SVG，有源滤波器APF等)。其中电容自动调节型装置的调节精度差、设备损耗换大；换相开关不能适用于大规模的治理，频繁换相引起操作过电压，无法保证电网安全稳定运行；电力电子型自动调节装置的调节精度高、响应速度快，是目前较为切实可行的一种方案，但SVG仅以系统无功作为补偿目标，APF则以系统中的谐波电流作为主要补偿目标，在消除谐波的同时也可以补偿无功和不平衡电流，具有一定的优势，但现有的电力电子型三相不平衡补偿装置均存在只能消除某种特定结构下的不平衡电流且控制策略动态响应性能较差、引起谐振和特定谐波滤除性能差等问题。

发明内容

本发明要解决的问题是：提供一种基于有源滤波器的三相不平衡补偿控制方法，以解决电力电子型三相不平衡补偿装置均存在只能消除某种特定结构下的不平衡电流且控制策略动态响应性能较差、引起谐振和特定谐波滤除性能差等问题。

本发明技术方案是：

一种基于有源滤波器的三相不平衡补偿控制方法，它包括：

步骤1、将三相不平衡补偿装置通过公共耦合点并联到配变低压侧与三相不平衡负荷之间；

步骤2、采集网侧三相电压e_abc，运用基于二阶广义积分器的锁相环输出当前相位θ；

步骤3、采集网侧三相电感电流i_2abc和逆变侧三相电感电流i_Labc，利用锁相环输出的相位θ，经Clark变换和Park变换分别计算出交直轴分量i_2d、i_2q和i_1d、i_1q。；

步骤4、对逆变侧三相电感电流i_Labc，进一步利用锁相环输出的相位θ，经谐波计算和序分量计算分别计算出综合补偿电流的给定值和

步骤5、利用i_2d、i_2q、i_1d、i_1q，运用基于网侧电流补偿和比率谐振控制算法输出修正后的电流给定值，其中直流侧电压采用PI控制器输出对的修正量；

步骤6、利用修正后的电流给定值再经电压外环控制和Clark-Park逆变换输出三相电压的调制目标值，再发送SVPWM到三相不平衡补偿装置的IGBT三相半桥控制回路。

所述三相不平衡补偿装置由LCL前置滤波回路和IGBT三相半桥控制拓扑两部分组成，通过公共耦合点并联到配变低压侧与三相不平衡负荷之间。