一种新型的有源电力滤波装置及其控制方法

摘要

本发明公开了一种新型的有源电力滤波装置及其控制方法，所述装置包括两组共直流母线的三相逆变器，一组三相逆变器通过并网电抗器并联接入电网，等效为一个电流源，另一组三相逆变器通过LC滤波器接入变压器的原边绕组，变压器的副边绕组串联接入负载侧前端，等效为一个电压源。本发明克服了并联型有源电力滤波器在补偿容性负载谐波时会产生的谐波放大问题，同时还能够稳定负载侧输入电压，补偿电网电压的跌落，从而使电能质量得到了全面改善，而且该装置没有特定的使用场合限制，大大拓展了有源电力滤波装置的应用范围。

主权项

一种新型的有源电力滤波装置的控制方法，其特征在于：首先，构建新型有源电力滤波装置，具体包括两组共直流母线的三相逆变器，一组三相逆变器通过并网电抗器并联接入电网，等效为一个电流源，另一组三相逆变器通过LC滤波器接入变压器的原边绕组，变压器的副边绕组串联接入电网负载侧前端，等效为一个电压源；其次，对电网电流进行控制和对电网电压进行控制，其中：对电网电流的控制主要包括如下步骤：1‑1)并联接入电网的三相逆变器实时采集监测负载侧电流信号I_A、I_B、I_C，通过准比例谐振控制方式从负载侧电流信号I_A、I_B、I_C中提取各次谐波信号，根据所提取各次谐波信号，三相逆变器输出与负载侧电流信号I_A、I_B、I_C相位相反的谐波电流，从而对负载所发出的各次谐波电流进行相应的补偿；1‑2)通过瞬时无功功率理论进行坐标变换，将采集所得的负载侧电流信号I_A、I_B、I_C变换到两相旋转坐标系下的有功电流d轴分量i_d和无功电流q轴分量i_q，提取出负载的无功电流信号i_q，根据所提取的无功电流信号i_q，三相逆变器输出与负载侧电流信号I_A、I_B、I_C相位相反的无功电流，从而对负载所发出的无功电流信号i_q进行相应的补偿；1‑3)三相逆变器实时采集监测直流母线的电压信号，与直流母线给定信号比较，得到直流母线的电压偏差，经过电压环、电流环双闭环PI控制器得到有功电流给定信号；1‑4)将步骤1‑3)的有功电流给定信号，步骤1‑2)的负载的无功电流信号i_q和步骤1‑1)的各次谐波信号相加，作为三相逆变器输出电流给定的调制波信号，与载波信号叠加比较，经过SPWM调制，得到三相逆变器输出脉冲信号，控制三相逆变器输出电流的大小，从而实现对电网电流的控制；对电网电压的控制主要包括如下步骤：2‑1)串联接入电网负载侧的三相逆变器实时监测电网侧电压，通过坐标变换得到电网侧电压的有功电压分量；2‑2)电网侧电压的有功电压分量与电压有功分量给定相比较，得到电网侧电压偏差值，经过PI控制器调节后得到输出量，再结合电网电压综合矢量角度θ，经过dq/abc坐标变换，作为三相逆变器输出电压给定的调制波信号，再与载波信号叠加比较，经SPWM调制后得到三相逆变器的输出脉冲信号，控制三相逆变器输出电压的大小；2‑3)三相逆变器输出的电压经过LC滤波器滤波后输入变压器原边绕组，在变压器副边绕组中感应出相应电压，与电网侧电压串联，补偿电网侧电压的偏差和跌落，从而实现对电网电压的控制；同时由于变压器副边绕组是感性负载，与容性负载串联后能抑制容性负载所引起的谐波放大。