一種多同步旋轉坐標系apf的分次諧波補償的計算方法
【專利摘要】本發明公開了一種多同步旋轉坐標系APF的分次諧波補償的計算方法，包括如下步驟：對系統電壓通過兩相Clarke變換后，分別進行正序與負序的Park變換，得到正序坐標系下的直流分量與負序坐標系下的直流分量并對正序坐標系下的直流分量與負序坐標系下的直流分量在D_Couple模塊進行正負序解耦濾波處理，得到裝置輸出參考電壓的前饋量。并通過鎖相環計算得到系統電壓的相位，以提供裝置輸出參考電壓的前饋量的相位。本發明相比現有技術具有以下優點：本發明的一種多同步旋轉坐標系APF的分次諧波補償的算法，促使每次諧波電流單獨處理并快速響應，保證單獨設置每次諧波的補償。
【專利說明】-種多同步旋轉坐標系APF的分次諧波補償的計算方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及APF類逆變器控制【技術領域】，尤其設及的是一種多同步旋轉坐標系 APF的分次諧波補償的計算方法。
【背景技術】
[0002] 電力電子設備的大規模發展與應用，給電網帶來了諧波電流，諧波的存在不但影 響電能質量，導致設備利用率低、噪聲大、發熱量增加等不良現象，對較敏感的電子設備造 成的干擾會影響他們的正常工作。所W近年來形成了專口進行諧波治理的產業，其中關鍵 的設備就是有源電力濾波器（AP巧。APF的基礎原理就是向電網輸出與負載電流中諧波電 流反向的諧波電流W中和系統中的諧波電流，而APF中關鍵環節是將負載中的諧波電流分 離出來并且將其轉換為電壓源型逆變（VSR)裝置的參考電壓，業界經過多年研究，積累了 幾種不同的方法；FFT、瞬時無功IP-IQ法、基波分量消除法等不同方法，該些方法的共同特 點是均在基波坐標系下進行計算，并且是基于基波周期平均的概念進行的，所W對于變化 速度遠遠高于基波電流的諧波電流來講，滯后嚴重，大大影響治理效果，對于較高次數的諧 波，還可能因為相位滯后問題帶來放大或振蕩，帶來系統安全問題。基于W上原因，有必要 尋找一種物理意義明確、響應速度快，每次諧波可單獨處理的算法W提高APF在高次諧波 及波動型負載時的性能。
【發明內容】
[000引本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種多同步旋轉坐標系APF的分 次諧波補償的計算方法，促使每次諧波電流單獨處理并快速響應，保證單獨設置每次諧波 的補償。
[0004] 本發明是通過W下技術方案實現的；一種多同步旋轉坐標系APF的分次諧波補償 的算法，包括如下步驟：
[0005] (1)對系統電壓通過兩相Clarke變換后，分別進行正序與負序的Park變換，得到 正序坐標系下的直流分量F/、與負序坐標系下的直流分量F/、Pf;
[0006] 并對正序坐標系下的直流分量f"/、f子與負序坐標系下的直流分量F/、r/在 D_Couple模塊進行正負序解禪濾波處理，得到裝置輸出參考電壓的前饋量；并通過鎖相環 計算得到系統電壓的相位，W提供裝置輸出參考電壓的前饋量的相位；
[0007] 似對裝置的實際直流電壓Udc與給定直流電壓相減作PI操作，W得到正序基 波有功電流給定值
[000引對于負載電流通過S相Clarke變換后，分別進行正序與負序的Park變換，得到正 序坐標系下的直流分量化^、化;與負序坐標系下的直流分量/巧、/<，并對對上述直流 分量進行解禪濾波處理，得正序有功、正序無功、負序無功、負序有功，取正序的無功作為基 波的無功電流給定。
[0009] 正序有功與直流電壓的偏差值進行閉環，正序無功與負載的正序無功進行閉環， 得到正序基波的參考電壓值。
[0010] 負序無功與負序有功均與0進行閉環，再進行2倍基波電壓正序角度的PARK變 換，得到負序基波的參考電壓值。
[0011] 正序基波的參考電壓值與負序基波的參考電壓值共同作為基波電壓參考值與前 饋電壓值進行疊加，得到基波電壓的參考值。
[0012] (3)定義m =化-1化=1-8)次為負序諧波，定義n =化+1化=1-8)為正序諧 波；
[0013] 對n次正序諧波的負載電流與裝置輸出電流分別在正方向的n倍速的旋轉坐標系 下進行取直流分量的計算，再進行閉環，得到在各自旋轉坐標系下的參考電壓直流量，W該 參考電壓直流量進行正序諧波向基波的旋轉處理轉換為基波坐標系下正序n次諧波的參 考電壓值，與步驟（2)得到的基波電壓的參考值值進行疊加。
[0014] 對m次負序諧波的負載電流與裝置輸出電流分別在負方向的m倍速的旋轉坐標系 下進行取直流分量的計算，再進行閉環，取得在各自旋轉坐標系下的參考電壓直流量，W該 參考電壓直流量進行負序諧波向基波的旋轉處理轉換為基波坐標系下負序m次諧波的參 考電壓值，與步驟（2)得到的基波電壓的參考值進行疊加。
[0015] 本發明相比現有技術具有W下優點：本發明的一種多同步旋轉坐標系APF的分次 諧波補償的計算方法，參考對基波電流的處理方式，建立針對每一次諧波電流的同步坐標 系，在該個坐標系下得到本次諧波的直流分量，再轉至基波坐標系下產生參考電壓得到所 需要諧波電流。在諧波坐標系下進行直流分量的獲取，只需要半個諧波周期的時間，大大地 縮短了延時，響應速度會大幅度提高，同時該種計算方法是創造了多個類似基波ABC S相 坐標系的旋轉坐標系，分離出各次諧波坐標系下有功無功分量，實現不同補償目標。促使每 次諧波電流單獨處理并快速響應，保證單獨設置每次諧波的補償。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發明的一種多同步旋轉坐標系APF的分次諧波補償的計算方法的原理 圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在W本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施 例。
[0018] 參見圖1，為一種多同步旋轉坐標系APF的分次諧波補償的計算方法的原理圖。
[0019] 一種多同步旋轉坐標系APF的分次諧波補償的計算方法，包括如下步驟：
[0020] (1)對于系統電壓通過兩相Clarke變換后，分別進行正序與負序的Park變換，得 到正序坐標系下的直流分量F/、F/與負序坐標系下的直流分量F/、巧V，然后，該些直 流分量在D_Couple模塊進行正負序解禪濾波后得到解禪值，進行正負序分量解禪的優點 是當系統電壓存在不平衡時，仍然可W使系統保持穩定，而且可W正確的鎖住系統電壓的 相位，且不受電網頻率波動的影響。具體解禪過程為：
[002U K"', _ 化(.=K"" - K"、_ /戶'"* cos 的 + K,、_ * siII 巧;、
[002引 K/ _ 0化.=K/' - _ //WZ" * sin 巧-K。,、_ 如""* cos 巧;'
[002引 K"、…0化:=I/"、- K"'' //WM" * cos 0"' + K/ -//WI" * sin 6*"'.
[0024] K； _ Dec = K； - K；' _ Ipout ^ sin 6；, - Vf _ Ipout ^ cos 6?,' '
[0025] 其中：皆/為2倍的基波電壓角度；
[0026] K/ _//wW為r/的低通濾波值；
[0027] F/ _ /戶"為的低通濾波值；
[00測 叩_ //WW為叩的低通濾波值；
[0029] 叩_ /戶"為叩的低通濾波值.
[0030] 解禪的輸出值K/' _如""進入鎖相模塊化L，進行系統電壓相位的鎖相，P化模塊 輸出為系統A相電壓的相位W作為整個系統各環節所需要角度的基值。
[0031] (2)基波電流的處理，
[0032] 首先，對裝置的實際直流電壓恥與給定直流電壓^}。。相減作？1(比例積分）操 作，W得到正序基波有功電流給定值/gf _0(.'，W備與裝置輸出的正序基波有功電流進行閉 環操作。
[0033] 對于負載電流通過S相Clarke變換后，分別進行正序與負序的Park變換，得到正 序坐標系下的直流分量/巧、/與與負序坐標系下的直流分量皿：!、化：。
[0034] 具體的Clarke變換為；
[0035]
【權利要求】
1. 一種多同步旋轉坐標系APF的分次諧波補償的計算方法，其特征在于：包括如下步 驟： (1) 對系統電壓通過兩相Clarke變換后，分別進行正序與負序的Park變換，得到正序 坐標系下的直流分量與負序坐標系下的直流分量 并對正序坐標系下的直流分量F/、Γ/與負序坐標系下的直流分量F/、1>^在0_ Couple模塊進行正負序解耦濾波處理，得到裝置輸出參考電壓的前饋量；并通過鎖相環計 算得到系統電壓的相位，以提供裝置輸出參考電壓的前饋量的相位； (2) 對裝置的實際直流電壓Udc與給定直流電壓相減作PI操作，以得到正序基波有 功電流給定值 對于負載電流通過三相Clarke變換后，分別進行正序與負序的Park變換，得到正序坐 標系下的直流分量/<、/<與負序坐標系下的直流分量/i〗、，并對對上述直流分量 進行解耦濾波處理，得正序有功、正序無功、負序無功、負序有功，取正序的無功作為基波的 無功電流給定。 正序有功與直流電壓的偏差值進行閉環，正序無功與負載的正序無功進行閉環，得到 正序基波的參考電壓值。 負序無功與負序有功均與〇進行閉環，再進行2倍基波電壓正序角度的PARK變換，得 到負序基波的參考電壓值。 正序基波的參考電壓值與負序基波的參考電壓值共同作為基波電壓參考值與前饋電 壓值進行疊加，得到基波電壓的參考值。 ⑶定義m= 6k-l(k= 1-8)次為負序諧波，定義n= 6k+l(k= 1-8)為正序諧波； 對η次正序諧波的負載電流與裝置輸出電流分別在正方向的η倍速的旋轉坐標系下進 行取直流分量的計算，再進行閉環，得到在各自旋轉坐標系下的參考電壓直流量，以該參考 電壓直流量進行正序諧波向基波的旋轉處理轉換為基波坐標系下正序η次諧波的參考電 壓值，與步驟（2)得到的基波電壓的參考值進行疊加。 對m次負序諧波的負載電流與裝置輸出電流分別在負方向的m倍速的旋轉坐標系下進 行取直流分量的計算，再進行閉環，取得在各自旋轉坐標系下的參考電壓直流量，以該參考 電壓直流量進行負序諧波向基波的旋轉處理轉換為基波坐標系下負序m次諧波的參考電 壓值，與步驟（2)得到的基波電壓的參考值進行疊加。
【文檔編號】H02J3/01GK104466966SQ201410820099
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月24日 優先權日:2014年12月24日
【發明者】李瑜, 尹陸軍, 嚴良占 申請人:安徽天沃電氣技術有限公司