[发明专利]抑制低频间谐波和闪变的有源滤波器控制方法

说明书

本发明提出一种抑制低频间谐波和闪变的有源滤波器控制方法，首先分析低频间谐波与电压波动间的定量转换关系，确定间谐波的抑制区间频率，并以该区间的上限频率为截止频率设计低通滤波器；接着通过基于ip‑iq法的瞬时无功功率法检测待补偿电流信号的无功分量及间谐波分量；随后使用低通滤波器处理间谐波分量生成有源滤波器间谐波补偿环节的目标电流；然后通过PI控制得到有源滤波器动态无功补偿环节的目标电压，通过准比例谐振控制得到间谐波补偿环节的目标电压；最后将两种补偿环节的目标电压信号叠加形成有源滤波器的控制目标信号。

技术领域

本发明涉及电能质量技术领域，尤其涉及一种抑制低频间谐波和闪变的有源滤波器控制方法。

背景技术

随着大科学装置、大功率电弧炉等冲击性负荷和分布式光伏、风电等波动性负荷接入电网的容量及数量的增加，该类负荷产生的间谐波、电压波动和闪变对电网电能质量的影响日趋严重。间谐波的存在，不仅会引起和谐波类似的危害如涡流损耗、磁滞损耗、谐振过电压及影响计量仪器的正常工作、干扰电力线上控制、保护和通讯信号外，其危害还表现在会引起电压波动，引起低频振荡及影响电力电子化设备的稳定性等。而电压波动和闪变的存在，可能影响电动机、电子仪器、自动控制设备等设备的正常工作，造成电视机、日光灯等家用电器的工作异常，影响企业生产和居民日常生活。

在电力系统间谐波、电压波动和闪变抑制技术研究方面，仅有一些专家学者在间谐波与电压波动相互影响机理方面开展了研究分析，但现有研究中较少涉及间谐波和闪变的治理，对于间谐波和闪变抑制技术方面尚无成熟的分析方法和可推广复制的治理案例。因此，有必要研究一种能够有效抑制电力系统间谐波和闪变的方法，促进相关电能质量治理装备产业升级，为的电力系统安全可靠运行提供技术支撑。

发明内容

为了填补现有间谐波和闪变治理装置上的不足与空白，促进相关电能质量治理装备产业升级，支撑的电力系统安全可靠运行，本发明提供了一种抑制低频间谐波和闪变的有源滤波器控制方法，给交流电弧炉等冲击性负荷的闪变治理难题提供一种行之有效的解决方法，填补现有闪变治理技术上的不足与空白，为电力系统安全可靠运行提供技术支撑。

其首先分析低频间谐波与电压波动间的定量转换关系，确定间谐波的抑制区间频率，并以该区间的上限频率为截止频率设计低通滤波器；接着通过基于i_p-i_q法的瞬时无功功率法检测待补偿电流信号的无功分量及间谐波分量；随后使用低通滤波器处理间谐波分量生成有源滤波器间谐波补偿环节的目标电流；然后通过PI控制得到有源滤波器动态无功补偿环节的目标电压，通过准比例谐振控制得到间谐波补偿环节的目标电压；最后将两种补偿环节的目标电压信号叠加形成有源滤波器的控制目标信号。

本发明原理新颖，技术可靠且具有通用性，可以作为有源滤波器的控制策略，同时补偿低频间谐波和动态无功，进而起到抑制闪变的效果，能够给交流电弧炉等冲击性负荷和分布式光伏等波动性负荷的间谐波和闪变治理难题提供一种有效的解决方法，为电力系统安全可靠运行提供技术支撑。

本发明具体采用以下技术方案：

一种抑制低频间谐波和闪变的有源滤波器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：分析低频间谐波与电压波动间的定量转换关系，确定间谐波的抑制区间频率；

步骤S2：根据步骤S1确定的间谐波抑制区间的上限频率设计低通滤波器；

步骤S3：通过基于ip-iq法的瞬时无功功率法检测待补偿电流信号的无功分量及间谐波分量；

步骤S4：使用步骤S2中所设计的低通滤波器对步骤S3中得到的间谐波分量进行处理，生成有源滤波器间谐波补偿环节的目标电流；

步骤S5：通过PI控制得到有源滤波器动态无功补偿环节的目标电压；

步骤S6：通过准比例谐振控制得到有源滤波器间谐波补偿环节的目标电压；