一种有源电力滤波器多机并联优化运行控制方法

摘要

本发明公开了一种有源电力滤波器多机并联优化运行控制方法，选择一种新型的并联拓扑结构，制定并联系统中各台APF均流方法；然后建立并联系统关于功率损耗和运行时间的仿真模型，以并联运行系统在补偿谐波时全程消耗的总能量最小为目标进行优化，综合考虑各台APF运行时间，使整个并联系统各APF运行时间相等、使用寿命相同。对比优化前后，能明显看到优化后并联系统在总耗能和总运行时间上的优势。

主权项

一种有源电力滤波器多机并联优化运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、将N台有源电力滤波器(APF)依次并联在电网与非线性负载之间，每个CT与对应一台APF连接，为该台APF提供采样信号，在每台APF的控制系统端，都通过CAN总线与PC连接；当并联系统运行时，PC机获取当前并联系统中各台APF的容量、功率损耗、开关机损耗，并任意选择一台APF作为负载电流采集器，该APF再将采集到的负载电流通过CAN传输给PC；(2)、PC机在MATLAB平台下调用YALMIP工具箱，对步骤(1)中获取的数据进行编程，建立起并联系统基于功率损耗与使用寿命的模型P_cost$P_{\cos t}=\underset{t=1}{\overset{T}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{S}_{i,t}·P\left(I_{i,t}\right)+\underset{t=1}{\overset{T}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{S}_{i,t+1}·(1-S_{i,t})·Ppen\left(i\right)+\underset{t=1}{\overset{T}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{E}_{i,t}·S_{i,t}$且并联系统满足：$\left\{\begin{array}{c}{I}_{i,min}\le I_{i,t}\le I_{i,max}\\ I_{f,t}=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{I}_{i,t}\\ \underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}(I_{i,\max }-I_{i,t})\ge I_{p,t}\\ \underset{t=1}{\overset{n}{\Sigma }}{S}_{1,t}=\underset{t=1}{\overset{n}{\Sigma }}{S}_{2,t}=...\underset{t=1}{\overset{n}{\Sigma }}{S}_{n,t}\end{array}\right.$其中，S_i,t为第i台APF在t时刻的启停状态，当S_i,t＝1为开机，当S_i,t＝0为停机；I_i,t为第i台APF在t时刻将要补偿的电流大小，I_i,min为第i台APF能补偿最小电流有效值值，I_i,max为第i台APF能补偿的最大电流有效值；Open(i)为第i台APF一次开机所消耗的能量；E_i,t为第i台APF在t时刻的固定损耗；P(I_i,t)为第i台APF在t时刻消耗的功率，用二次函数表示为：a,b为常数；I_f,t为t时刻谐波电流预测值；I_p,t为并联系统正备用需求电流，一般取当前时刻谐波电流预测值的10％；(3)、PC机根据负载电流做谐波检测，得到负载电流中的谐波电流预测值I_f,t；(4)、将谐波电流预测值I_f,t代入到模型P_cost和并联系统的满足条件，再通过PC机控制每台APF对负载电流的谐波补偿。