[发明专利]一种APF的限幅方法

说明书

一种APF的限幅方法，包括如下步骤：(1)对调制波进行限幅；(2)检测调制波三相正弦信号的峰值；(3)设计PI控制器，利用PI控制器计算限幅系数；(4)调制波与限幅系数的乘积作为限幅后的调制波驱动电力电子器件，使APF输出电流补偿波形。本发明提供一种APF的限幅方法，直接对调制进行比例缩放，不会产生削顶，输出纯正的正弦波；加快了反应时间，提高了动态效果。

技术领域

本发明涉及一种APF的限幅方法，属于电力滤波领域。

背景技术

传统APF限幅方法包括截断法和直接比例法，两种方法介绍如下：

(1)截断法

通过限制参考电流来限制输出电流，其原理如图1所示：

这种方法简单，而且是在最前端控制，响应比较快。缺点是会产生新的谐波，而且没有考虑电流约束Irefa+Irefb+Irefc≠0。

(2)直接比例法

直接比例法限幅是指并联型APF将根据负载电流计算得到的各相参考电流值I_ref统一乘以比例限幅系数k，并按照修改后的参考电流I_ref'来进行补偿，如图2所示。其中，k等于APF装置限幅I_max除以各相参考电流I_ref有效值的最大值，其大小被限定在0～1的范围内。

现有技术所存在的问题和缺陷如下：

(1)截断法会产生削顶的作用，发出的正弦波被削顶，将发出畸变的正弦波，因为输出电流畸变，APF不能补偿谐波，还会产生谐波。

(2)直接比例法计算有效值，滞后较大，动态效果差。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种APF的限幅方法，直接对调制进行比例缩放，不会产生削顶，输出纯正的正弦波；加快了反应时间，提高了动态效果。

本发明的技术解决方案是：

一种APF的限幅方法，包括如下步骤：

(1)对调制波进行限幅；

(2)检测调制波三相正弦信号的峰值；

(3)设计PI控制器，限幅值作为PI控制器的给定信号，调制波的峰值作为反馈，利用PI控制器计算限幅系数；

(4)调制波与限幅系数的乘积作为限幅后的调制波驱动电力电子器件，使APF输出电流补偿波形。

步骤(1)中，调制波由APF内部谐波补偿算法计算的各次谐波电流叠加而成。

所述步骤(3)中，利用PI控制器计算限幅系数的方式为：PI控制器输出的比例系数K1即为限幅系数。

所述步骤(3)中，利用PI控制器计算限幅系数的方式为：

对调制波的峰值信号进行微分运算，得出峰值信号的变化率K2，将K2作为PI控制器的前馈信号，则限幅系数K＝K1×((1+K2)×0.5)，其中K1为PI控制器输出的比例系数。

在对APF限幅后，利用如下方式保证APF输出最大有效值：

(s1)对APF输出的各次谐波电流，从最高次NN到最低次N1逐次减小比例系数，即第1回将NN次谐波电流当前的比例系数减小b1，第i回在第i-1回基础上将N(N-(i-1))次谐波电流当前的比例系数减小b1，每回均计算APF输出的总谐波电流有效值，i＝1,2，……N；i＝N时，进入(s2)；