多同步旋转坐标系下分次谐波补偿的三相四线制APF计算方法

摘要

本发明公开了一种多同步旋转坐标系下分次谐波补偿的三相四线制APF计算方法，属于APF类逆变器控制技术领域，该方法基于多同步旋转坐标系下将非3n次各次谐波电流单独处理，生成每次谐波坐标系下的参考电压，然后再经过向基波坐标系的旋转并进行叠加，并且将3n次的中线谐波电流进行前馈控制获得参考电压，将各参考电压相加，得到装置所发出的参考电压的方法。该方法理论上只需要半个谐波周期的时间即可达到像基波一样的治理效果；同时这种计算方法创造了多个类似基波ABC三相坐标系的旋转坐标系，可以很容易分离出各次谐波坐标系下有功无功分量，物理意义很明确。

主权项

一种多同步旋转坐标系下分次谐波补偿的三相四线制APF计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对系统相电压进行相位变换和低通滤波处理后，得到直流滤波值，将直流滤波值进行锁相后获得系统相电压的相位，作为整个系统各环节所需要的角度基值；同时，将系统相电压经过基波前馈处理后，得到相电压的前馈值，作为系统基波前馈参考电压；(2)基波电流的处理首先，对装置的实际直流电压与给定直流电压相减作PI操作，以得到正序基波有功电流给定值，以备与装置输出的正序基波有功电流进行闭环操作；然后，对装置输出电流进行相位变换后，获得的正负序坐标系下的有功无功直流分量；最后，对正序坐标系下的直流分量进行解耦后与0进行PI闭环操作，对负序坐标系下的直流分量进行解耦后与0进行闭环操作后再进行Park转换，获得基波坐标系下的有功无功参考电压；(3)正负序下的谐波处理，定义n＝6k+1(k＝1‑8)次为正序谐波，定义m＝6k‑1(k＝1‑8)次为负序谐波：对n次正序谐波的装置输出电流与负载电流分别在正方向的n倍速的旋转坐标系下进行取直流分量的计算，再进行闭环、LPF低通滤波和PI比例积分处理，得到在各次正序坐标系下的参考电压，以该参考电压直流量进行Park反变换，获得正序基波坐标系下针对本次谐波的有功无功参考电压；对m次负序谐波的装置输出电流与负载电流分别在负方向的m倍速的旋转坐标系下进行取直流分量的计算，再进行闭环、LPF低通滤波和PI比例积分处理，得到在各次负序坐标系下的参考电压，对该参考电压直流量进行第二次Park变换，得到负序基波坐标系下针对本次谐波的有功无功参考电压；(4)零序下的谐波处理：将装置输出电流相加后分别进行3、9、15、21次频率下的带通滤波处理，获得各次的装置输出电流的带通滤波值。对负载电流进行3、9、15、21次频率下的带通滤波，同时将滤波值向前超前90度处理，获得各次的负载电流的带通滤波值，将各次的负载电流的带通滤波值依据其有效值进行限幅处理后，进入谐波前馈处理模块，与其对应的各次的装置输出电流的带通滤波值的有效值一起进行前馈处理，得到各次零序电压前馈值。(5)将步骤(2)的基波坐标系下有功参考电压与步骤(3)的各次谐波的有功参考电压叠加得到所需要的装置输出有功参考电压；将步骤(2)的基波坐标系下无功参考电压与步骤(3)的各次谐波的有功参考电压叠加得到所需要的装置输出无功参考电压；将装置输出有功无功参考电压进行Park反变换和Clarke反变换后与步骤(1)的相电压的前馈值以及步骤(4)的各次零序电压参考分量分别相加，即得到装置输出的参考电压。