CN103997040B - 提高有源电力滤波装置谐波治理和无功补偿效果的方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高有源电力滤波装置谐波治理和无功补偿效果的方法，涉及电力系统技术领域。有源电力滤波装置主要由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路。所述补偿电流发生电路由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三部分构成，用于检测非线性负载的电流和电压，经过指令电流运算电路计算得出补偿电流的指令信号。经过补偿电流发生电路得出补偿电流，补偿电流与非线性负载电流中的谐波电流及无功电流进行抵消，最终得到期望的正弦电网电流。上述补偿电流发生模块的控制参数能根据实际谐波和无功治理效果自修正，且上述补偿电流发生模块的控制参数的初始值采用自动标定的方法获得，以达到更好的谐波和无功治理效果。

Description

提高有源电力滤波装置谐波治理和无功补偿效果的方法
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种提高有源电力滤波装置谐波治理和无功补偿效果的方法。
背景技术
有源电力滤波装置(简称APF)可广泛应用于电力系统，主要功能是谐波治理，也可以补偿无功。APF的系统构成如图1所示：图中Vs表示交流电源，非线性负载的负载电流iL含有谐波电流和无功电流。APF主要由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路，补偿电流发生电路由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三部分构成。其中，指令电流运算电路的作用是检测出非线性负载的负载电流中的谐波电流和无功电流分量，所以也称为谐波电流和无功电流检测电路。补偿电流发生电路的作用是根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号，产生实际的补偿电流。
APF的基本工作原理是：检测非线性负载的电流和电压，经过指令电流运算电路计算得出补偿电流的指令信号，经过补偿电流发生电路得出补偿电流，补偿电流与非线性负载电流中的谐波电流及无功电流进行抵消，最终得到期望的正弦电网电流。
有源电力滤波装置从诞生之日起就一直处于不断的改进中，本申请是基于其中的一种改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高有源电力滤波装置谐波治理和无功补偿效果的方法，
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种提高有源电力滤波装置谐波治理和无功补偿效果的方法，有源电力滤波装置主要由两大部分组成，即指令电流运算模块和补偿电流发生模块，其中，指令电流运算模块的作用是检测出非线性负载的负载电流中的谐波电流和无功电流分量，所以也称为谐波电流和无功电流检测模块，补偿电流发生模块的作用是根据指令电流运算模块得出的补偿电流的指令信号，输出补偿电流，其特征在于：
上述补偿电流发生模块的控制参数能根据实际谐波和无功治理效果自修正(简称控制参数自修正技术)，以达到更好的谐波和无功治理效果。控制参数自修正技术技术能够在元器件参数出现变化以及谐波源产生的谐波电流特征发生变化的情况下，使APF始终自动保持上佳的控制参数，达到提高谐波治理和无功补偿效果的目的；
例如：在APF的输出级有输出电感和滤波电容，这些器件的参数随着温度和时间的变化而变化，因此控制参数中与输出电感和滤波电容相对应的LC滤波常数实际上就是在不停地变化，控制参数自修正技术将APF的LC滤波常数看做变量，每过一段时间(例如3s)主动地微调它，如果谐波治理和无功补偿效果变好，说明上次微调正确，下次微调方式不变；如果谐波治理和无功补偿效果变差，说明上次微调错误，下次应反向微调。这样，控制参数自修正技术能够在APF长期运行后，自动保持LC滤波变量与实际的LC滤波常数基本一致，达到提高谐波治理和无功补偿效果的目的。
又例如：在APF对电流的测量误差随着温度和时间的变化而变化，会最终影响谐波治理和无功补偿效果，因此可以引入误差修正系数，控制参数自修正技术将误差修正系数看做变量，每过一段时间(例如3s)主动地微调它，如果谐波治理和无功补偿效果变好，说明上次微调正确，下次微调方式不变；如果谐波治理和无功补偿效果变差，说明上次微调错误，下次应反向微调。这样，控制参数自修正技术能够在APF长期运行后，自动保持误差修正系数的正确性，达到提高谐波治理和无功补偿效果的目的。
上述补偿电流发生模块的控制参数的初始值采用自动标定的方法获得，就是用可控的谐波源发出已知的谐波和无功电流，这样APF就能确切知道测量和控制环节出现的总误差和总延时，从而将所有的误差和延时通过修正控制参数(输出放大系数和延时参数)的初始值的方法加以消除,达到提高谐波治理和无功补偿效果的目的。
本发明的有益效果是：本发明方法简单，电路设计合理，能够很好的提高谐波治理和无功补偿效果，稳定性好。
附图说明
图1为APF的系统构成图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种提高有源电力滤波装置谐波治理和无功补偿效果的方法，有源电力滤波装置主要由两大部分组成，即指令电流运算模块和补偿电流发生模块，其中，指令电流运算模块的作用是检测出非线性负载的负载电流中的谐波电流和无功电流分量，所以也称为谐波电流和无功电流检测模块，补偿电流发生模块的作用是根据指令电流运算模块得出的补偿电流的指令信号，输出补偿电流，其特征在于：
上述补偿电流发生模块的控制参数能根据实际谐波和无功治理效果自修正(简称控制参数自修正技术)，以达到更好的谐波和无功治理效果。控制参数自修正技术技术能够在元器件参数出现变化以及谐波源产生的谐波电流特征发生变化的情况下，使APF始终自动保持上佳的控制参数，达到提高谐波治理和无功补偿效果的目的；
例如：在APF的输出级有输出电感和滤波电容，这些器件的参数随着温度和时间的变化而变化，因此控制参数中与输出电感和滤波电容相对应的LC滤波常数实际上就是在不停地变化，控制参数自修正技术将APF的LC滤波常数看做变量，每过一段时间(例如3s)主动地微调它，如果谐波治理和无功补偿效果变好，说明上次微调正确，下次微调方式不变；如果谐波治理和无功补偿效果变差，说明上次微调错误，下次应反向微调。这样，控制参数自修正技术能够在APF长期运行后，自动保持LC滤波变量与实际的LC滤波常数基本一致，达到提高谐波治理和无功补偿效果的目的。
又例如：在APF对电流的测量误差随着温度和时间的变化而变化，会最终影响谐波治理和无功补偿效果，因此可以引入误差修正系数，控制参数自修正技术将误差修正系数看做变量，每过一段时间(例如3s)主动地微调它，如果谐波治理和无功补偿效果变好，说明上次微调正确，下次微调方式不变；如果谐波治理和无功补偿效果变差，说明上次微调错误，下次应反向微调。这样，控制参数自修正技术能够在APF长期运行后，自动保持误差修正系数的正确性，达到提高谐波治理和无功补偿效果的目的。
上述补偿电流发生模块的控制参数的初始值采用自动标定的方法获得，就是用可控的谐波源发出已知的谐波和无功电流，这样APF就能确切知道测量和控制环节出现的总误差和总延时，从而将所有的误差和延时通过修正控制参数(输出放大系数和延时参数)的初始值的方法加以消除,达到提高谐波治理和无功补偿效果的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种提高有源电力滤波装置谐波治理和无功补偿效果的方法，有源电力滤波装置APF主要由两大部分组成，即指令电流运算模块和补偿电流发生模块，其中，指令电流运算模块的作用是检测出非线性负载的负载电流中的谐波电流和无功电流分量，补偿电流发生模块的作用是根据指令电流运算模块得出的补偿电流的指令信号，输出补偿电流，其特征在于：
上述补偿电流发生模块的控制参数能根据实际谐波和无功治理效果自修正，在有源电力滤波装置的输出级有输出电感和滤波电容，这些器件的参数随着温度和时间的变化而变化，因此控制参数中与输出电感和滤波电容相对应的LC滤波常数实际上就是在不停地变化，将APF的LC滤波常数看做变量，每过一段时间主动地微调它，如果谐波治理和无功补偿效果变好，说明上次微调正确，下次微调方式不变；如果谐波治理和无功补偿效果变差，说明上次微调错误，下次应反向微调；这样，控制参数自修正技术能够在APF长期运行后，自动保持LC滤波变量与实际的LC滤波常数基本一致，达到提高谐波治理和无功补偿效果的目的；
上述补偿电流发生模块的控制参数的初始值采用自动标定的方法获得，是用可控的谐波源发出已知的谐波和无功电流，这样APF就能确切知道测量和控制环节出现的总误差和总延时，从而将所有的误差和延时通过修正输出放大系数和延时参数的初始值的方法加以消除，达到提高谐波治理和无功补偿效果的目的。
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