[发明专利]一种谐波电流超前校正方法及其应用设备

说明书

技术领域

本发明涉及有源电力滤波器及静止无功发生器技术领域，尤其涉及一种谐波电流超前校正方法及其应用设备。

背景技术

目前的有源电力滤波器或者静止无功发生器主要采用数字控制方式，由于采样和控制延时，使得不同频率下的谐波电流相位滞后不同，造成谐波电流补偿效果变差，甚至造成谐波电流放大。

现有技术针对谐波采样和控制带来的谐波电流相位滞后问题，通常对谐波指令电流进行超前校正，校正方法为针对各次谐波单独进行相位超前校正，这种方法计算量大，程序复杂，不适宜在全补偿情况下使用；其他校正方法如外推法在预测精度方面存在一定的误差，特别是采用频率相对于谐波成分频率不高的情况下。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种谐波电流超前校正方法及其应用设备，以解决现有技术中计算量大和精度低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种谐波电流超前校正方法，应用于有源电力滤波器或者静止无功发生器，所述谐波电流超前校正方法包括：

谐波电流检测模块检测非线性负载的输入电流，生成并输出谐波指令电流信号；

超前校正模块接收所述谐波指令电流信号，根据所述谐波指令电流信号生成并输出指令电流预测值，所述指令电流预测值与所述谐波指令电流信号的幅值相同，所述指令电流预测值比所述谐波指令电流信号的相位超前N拍；其中，N为大于等于1的正整数；

电流闭环控制模块接收并根据所述有源电力滤波器或者静止无功发生器中逆变模块的输入电流信号及所述指令电流预测值，生成并输出脉冲宽度调制信号；

所述逆变模块接收所述输入电流信号及所述脉冲宽度调制信号，生成并输出与谐波电流大小相等、方向相反的电流信号。

优选的，所述超前校正模块根据所述谐波指令电流信号生成并输出指令电流预测值的步骤包括：

所述超前校正模块将所述谐波指令电流信号根据所述外推预测法生成下一时刻的指令电流预测值；

所述超前校正模块将所述谐波指令电流信号根据所述重复误差积累法生成下一时刻的累积误差；

所述超前校正模块根据所述下一时刻的指令电流预测值及所述下一时刻的累积误差生成并输出所述指令电流预测值。

优选的，所述外推预测法采用的计算公式为：

i_ref(m+1)＝2*i_ref(m)-i_ref(m-1)；

其中，m为当前采样时刻，i_ref(m+1)为所述下一时刻的指令电流预测值，i_ref(m)为所述谐波指令电流信号值，i_ref(m-1)为所述上一时刻的指令电流值。

优选的，所述超前校正模块将所述谐波指令电流信号根据所述重复误差积累法生成下一时刻的累积误差的步骤包括：

所述超前校正模块将所述谐波指令电流信号与本周期该时刻电流预测值做差得到预测误差值；

所述超前校正模块将所述预测误差值和第一学习因子做积，得到第一学习误差；

所述超前校正模块将本周期所述第一学习误差与上一周期同一时刻的累积误差相加，得到新的累积误差；

所述超前校正模块将所述新的累积误差延迟N-1个采样周期，其中，N为一个周期内的采样点数，得到下一周期超前一个采样周期的累积误差；

所述超前校正模块将所述下一周期超前一个采样时刻的累积误差与第二学习因子做积，得到所述下一时刻的累积误差。

优选的，所述本周期该时刻电流预测值为所述指令电流预测值延迟1个采样周期得到的信号值。

优选的，所述超前校正模块根据所述下一时刻的指令电流预测值及所述下一时刻的累积误差生成并输出所述指令电流预测值的步骤包括：

所述超前校正模块将所述下一时刻的指令电流预测值及所述下一时刻的累积误差做和，生成并输出所述指令电流预测值。

优选的，所述第一学习因子与所述第二学习因子均小于1。

优选的，还包括：

所述超前校正模块建立一个长度为N的数组Δi_ref[m]，0≤m≤N-1，用于存储一个周期内的累积误差，其中，m为当前采样时刻，N为一个周期内的采样点数。

一种有源电力滤波器，包括：谐波电流检测模块、超前校正模块、电流闭环控制模块，及逆变模块；所述有源电力滤波器采用上述任一所述的谐波电流超前校正方法对谐波电流进行超前校正。