[发明专利]一种有源电力滤波器并联运行有源阻尼方法

说明书

一种有源电力滤波器并联运行有源阻尼方法，包括：输出电流二次微分环节：记录前两次控制周期的实际输出电流值，当本次控制周期开始后，读取本次实际输出电流值，与前两次输出电流值一起计算输出电流的二次微分值；自适应阻尼系数计算环节：根据并联台数，电网内阻抗等参数计算自适应阻尼系数；最后将输出电流二阶微分值与自适应阻尼系数相乘得到有源阻尼给定值。

技术领域

本发明涉及一种有源电力滤波器并联运行有源阻尼方法。

背景技术

随着越来越多的非线性负载接入电网，电网电流的谐波污染日益严重，有源电力滤波器(active power filter，APF)一直以来都获得了广泛的关注和研究，也产生了大量的实际应用装置。因为使用方便灵活、成本较低，多台并联运行已经成为了大容量有源电力滤波器应用的一种重要形式。电感-电容-电感(LCL)滤波器由于高频衰减能力强、电感总量小，被越来越多地应用在有源电力滤波器上。

但是，由于LCL滤波器存在谐振问题，影响了其在实际中的应用。并网电流反馈法是一种较常用的有源阻尼方法，能够在不增加额外传感器的情况下改善LCL滤波器的谐振问题，中国专利201410133468.8、201511031137.4、201120459187.3等均采用了并网电流反馈法。然而，上述方法均未考虑在多台有源电力滤波器并联时有源阻尼效果减弱的现象，多台有源电力滤波器并联运行会使有源滤波系统产生较大的高频谐波电流，削弱了补偿效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有并网电流反馈有源阻尼法的缺点，提出一种有源电力滤波器并联运行有源阻尼方法，减少多台有源电力滤波器并联运行时的谐振，显著减小输出至电网的高频谐波电流，改善补偿效果。

本发明有源电力滤波器并联运行有源阻尼方法包括以下步骤，并联运行系统中每台有源电力滤波器均独立执行所有步骤：

步骤一、每台有源电力滤波器对自身的输出电流进行二阶微分：记录前两个控制周期的输出电流i_gk1与i_gk2，新控制周期开始后，检测当前输出电流i_g，控制周期定义为T_s，有源电力滤波器输出电流的二阶微分u_f表示为：

步骤二、计算自适应阻尼系数：根据有源电力滤波器参数、电网参数、有源电力滤波器并联台数等计算自适应阻尼系数K_d，其表达式为：

式中K_c为传统有源阻尼方法的阻尼系数，L为有源电力滤波器滤波电感值，L_g为电网内阻抗值，n为有源电力滤波器并联台数。

步骤三、计算有源阻尼给定值：将有源电力滤波器的输出电流二阶微分与自适应阻尼系数相乘得到有源阻尼给定值，其表达式为：

u_d＝u_f·K_d

步骤四、将有源阻尼给定值u_d与电流控制器输出u_c相减得到逆变器电压给定值u_s，其表达式为：

u_s＝u_c-u_d

步骤五、将逆变器电压给定值送入脉宽调制环节，形成驱动脉冲信号。

本发明的原理是在不同并联运行台数n、电网内阻抗L_g等条件时，使用不同的阻尼系数，进而可以使输出电流中的高频谐波分量得到有效的阻尼，且保证了在不同的并联台数时阻尼效果恒定。

与现有技术相比，本发明可以在多台有源电力滤波器并联运行时减小有源电力滤波器之间的谐振现象，显著减小输出至电网的高频谐波电流，提高补偿效果。