采用高精度单相数字锁相环的滤波器方法

摘要

本发明涉及一种有源滤波器的三相平衡控制算法，属于电力系统自动化产品及其电能质量检测、控制技术领域。采用高精度单相数字锁相环的滤波器算法，包括如下步骤：(1)三相三线制系统中计算电压各次正序、负序、零序；(2)三相对称参考电流幅值计算；(3)计算直流侧电压和负荷有功电流大小的关系；(4)相位角计算：(5)三相参考电流计算；(6)将三相参考电流与实际三相系统电流进行比较，采用滞环比较方式的电流跟踪型PWM交流电路，输出补偿电流。本发明采用三相各自控制的滞环比较方式的电流跟踪型PWM变流电路，可单独对每一相采取滞环控制。将参考电流和实际三相系统电流进行比较，通过PWM控制，输出补偿电流，实现控制目标。

主权项

一种采用高精度单相数字锁相环的滤波器方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)三相三线制系统中电压各次正序、负序、零序表示如下：$u_{sa}=\underset{k=1}{\overset{\infty }{\Sigma }}{u}_{ka}\sin (k\omega t+{\theta }_{uka})=\underset{k=1}{\overset{\infty }{\Sigma }}[u_{k+}\sin (k\omega t+{\theta }_{uk+})+u_{k-}sin(k\omega t+{\theta }_{uk-})+u_{k0}sin(k\omega t+{\theta }_{uk0})]$$u_{sb}=\underset{k=1}{\overset{\infty }{\Sigma }}{u}_{kb}\sin (k\omega t+{\theta }_{ukb})=\underset{k=1}{\overset{\infty }{\Sigma }}[u_{k+}\sin (k\omega t+{\theta }_{uk+}-2\pi /3)+u_{k-}sin(k\omega t+{\theta }_{uk-}+2\pi /3)+u_{k0}sin(k\omega t+{\theta }_{uk0})]$$u_{sc}=\underset{k=1}{\overset{\infty }{\Sigma }}{u}_{kc}\sin (k\omega t+{\theta }_{ukc})=\underset{k=1}{\overset{\infty }{\Sigma }}[u_{k+}\sin (k\omega t+{\theta }_{uk+}+2\pi /3)+u_{k-}sin(k\omega t+{\theta }_{uk-}-2\pi /3)+u_{k0}sin(k\omega t+{\theta }_{uk0})]$其中u_sa,u_sb,u_sc为三相系统电压；(2)三相对称参考电流幅值计算：$I_{ref}=\frac{P_a+P_b+P_c+P_{Loss}}{3(U_{a1}+U_{b1}+U_{c1})}$其中U_a1、U_b1、U_c1为三相正序电压，P_a、P_b、P_c为三相功率，P_Loss为负荷功率；(3)直流侧电压和负荷有功电流大小的关系：$I_{ref}\left(T\right)=\frac{1}{T}\underset{t}{\overset{t+T}{\int }}\Delta Qdt=\frac{1}{T}\underset{t}{\overset{t+T}{\int }}C(u_{dc}-u_{dcf})dt$其中U_dc为变流器直流侧电容电压；(4)相位角计算：其中X_c、Y_c为瞬时数据与数据池相乘后的周期累加值，其中$X_c={\Sigma }_0^N{u}_{sa}·sin\left(nt\right),$$Y_c={\Sigma }_0^N{u}_{sa}·cos\left(nt\right):$(5)三相参考电流：$\left\{\begin{array}{c}{i}_{refa}=I_{ref}\sin (\omega t+{\theta }_{u1+})\\ i_{refb}=I_{ref}\sin (\omega t+{\theta }_{u1+}-2\pi /3)\\ i_{refc}=I_{ref}\sin (\omega t+{\theta }_{u1+}+2\pi /3)\end{array}\right.;$(6)将三相参考电流与实际三相系统电流进行比较，采用滞环比较方式的电流跟踪型PWM交流电路，输出补偿电流。