CN106229981A - 链式有源电力滤波器的控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及链式有源电力滤波器的控制方法和控制装置，计算各相线电压的相位信息；计算对应相的有功电流参考值幅值，并结合得到的相位信息，计算各相有功电流瞬时值参考值；计算各相无功电流参考值，并与对应相的有功电流瞬时值参考值相加，得到各相电流参考值；计算各相电流参考值和对应相的实测值的差值，然后计算各链节的电压参考值；根据得到的各链节的电压参考值和各链节电容电压参考值计算对应链节需要导通的模块数；根据各链节需要导通的模块数来控制对应链节的模块导通，实现有源电力滤波器的控制。通过该方法能够对链式有源电力滤波器进行有效控制，能够提升控制的可靠性，保证对线路中的谐波进行有效滤除。

Description

链式有源电力滤波器的控制方法和控制装置

技术领域

本发明涉及链式有源电力滤波器的控制方法和控制装置，属于电力系统谐波治理技术领域。

背景技术

在现代工业中大量使用非线性负荷和电力电子装置。作为谐波源，它们给电网造成了严重的污染。为了得到较为理想的电能质量，抑制及控制谐波的策略主要有两种：一是改善谐波源，从源头降低谐波；二是采用滤波装置，如无源滤波器和有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)。有源电力滤波器控制性能较好，动态响应速度较快的，已被广泛应用在谐波抑制领域。

由于受目前电力电子开关器件的限制，有源电力滤波器常用于低压供电系统谐波治理场合。对于中、高压大容量谐波治理场合，有源电力滤波器主电路一般需要采用开关器件的串、并联，多重化和多电平技术。其中，采用多电平技术是提高有源电力滤波器容量的一个重要方向。把链式多电平逆变器拓扑结构应用到有源电力滤波器中，可以显著提高有源电力滤波器装置的容量和耐压等级，具有广阔的应用前景。

链式有源电力滤波器每相都是一个独立的链，由结构完全相同的多个子模块，简称模块级联组成，每个模块是一个可输出三电平的单相全桥逆变器。随着模块级联数目的增加，装置的容量和耐压等级也相应增加。

从电路拓扑来讲，对三相链式有源电力滤波器，系统有两种联接型式，即“Y型”和“△型”联接。对于“Y型”连接方式，换流链的中点是悬浮的，每个换流链所承受的电压并不是完全确定的，如果不施加额外控制猎施，当在稳态情况且系统也压对称时，换流链所承受的电压基本是相电压，但是当处于暂态过程或系统电压不对称的情况下，由于中点也位的不确定性，Y型连接方式的各相换流链所承受也应也有很大不确定性。对于Y型连接方式，必须满足三相电流之和为零的约束，三相换流链中只有两相换流链的电流是可以独立控制。这样导致换流链直流电压控制环节中同时只有两个换流链的直流电压可以控制，在系统不对称的情况下此问题更加严重。因此，在中压大容量三相链式有源电力滤波器中采用“△型”联接更具有技术上和经济上的优势。

如图1所示，为“△型”联接的三相链式有源电力滤波器，包括三个链节，分别为换流链A、换流链B和换流链C，每个链节由多个模块级联构成，三个换流链之间呈“△型”联接。并且，换流链A与三相线网中的A相连接，与A相相对应；换流链B与三相线网中的B相连接，与B相相对应；换流链C与三相线网中的C相连接，与C相相对应。

控制系统对链式有源电力滤波器的运行性能起着重要的作用。现有的有源电力滤波器的控制系统由谐波和无功检测环节、直流电压控制环节、电流控制环节、调制环节、链节电容电压平衡环节组成。

现有的电流控制环节多采用三角波电流控制、滞环电流控制、基于两相坐标系的比例积分控制等方法。三角波电流控制存在着响应慢、精度低等问题；滞环电流控制存在着开关频率高等问题；基于两相坐标系的比例积分控制存在着运算量大、存在稳态跟踪误差等问题。这些方法均是基于三相控制，无法实现三相的独立控制，在系统出现不对称故障或是负载不对称时，补偿效果会下降，同时可能会导致电容电压无法平衡等问题。调制环节多采用载波移相调制，此方式在每个链节中含有的模块较少时，效果较好；但在模块较多时，存在运算量大、硬件实现困难等问题。链节电容电压平衡环节多采用基于比例控制方式，此方式在小电流工况下，无法平衡链节电容电压。

综上所述，现有的链式有源电力滤波器的控制方法均无法有效对链式有源电力滤波器进行控制，进而无法有效地滤除线路中的杂乱谐波。

发明内容

本发明的目的是提供一种链式有源电力滤波器的控制方法，用以解决现有的控制方法效率较低的问题。本发明同时提供一种链式有源电力滤波器的控制装置。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种链式有源电力滤波器的控制方法，包括以下步骤：

(1)计算各相线电压的相位信息；

(2)根据各链节电容电压参考值和平均值计算对应相的有功电流参考值幅值，并结合得到的相位信息，计算各相有功电流瞬时值参考值；

(3)计算各相无功电流参考值，并与对应相的有功电流瞬时值参考值相加，得到各相电流参考值；

(4)计算各相电流参考值和对应相的实测值的差值，然后根据得到的差值计算各链节的电压参考值；

(5)根据得到的各链节的电压参考值和各链节电容电压参考值计算对应链节需要导通的模块数；

(6)根据各链节需要导通的模块数来控制对应链节的模块导通，实现有源电力滤波器的控制。

所述步骤(1)是利用三个单相锁相环来获取对应相的线电压的相位信息。

所述步骤(2)中，对应相的有功电流参考值幅值的计算公式为：

$i_{p\_ref\_peak\_j}=(u_{c\_ref}-u_{c\_avr\_j})(k_p+\frac{1}{{\mathrm{sT}}_i});$

所述有功电流瞬时值参考值i_{p_ref_j}的计算公式为：

i_{p_ref_j}＝i_{p_ref_peak_j}·sinθ_j；

其中，θ_j为各相的线电压的相位；j＝ab,bc,ca；k_p为比例系数；T_i为积分时间常数；u_{c_ref}、u_{c_avr_j}分别为链节电容电压的参考值和平均值。

所述步骤(4)是采用多谐振点比例谐振控制器来得到对应链节的电压参考值的，所述多谐振点比例谐振控制器的传递函数形式如下：

$G\left(s\right)=k_p+\frac{2k_{r1}{\mathrm{\ω}}_{c1}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c1}s+{\mathrm{\ω}}_{01}^2}+\frac{2k_{r2}{\mathrm{\ω}}_{c2}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c2}s+{\mathrm{\ω}}_{02}^2}+...+\frac{2k_{rn}{\mathrm{\ω}}_{cn}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{cn}s+{\mathrm{\ω}}_{0n}^2},$

其中，k_p为多谐振点比例谐振控制器的比例系数；k_r1、k_r2、…、k_rn为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的谐振增益，所述每个谐振点的谐振增益为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的谐振增益；ω₀₁、ω₀₂、…、ω_0n为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的谐振频率，所述每个谐振点的谐振频率为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的谐波频率；ω_c1、ω_c2、…、ω_cn为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的截止频率，所述每个谐振点的截止频率为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的截止频率，每个谐振点的截止频率 为设定的比例系数。

所述步骤(5)是利用以下计算公式来计算各链节需要导通的模块数n_j的：

n_j＝round(u_{ref_j}/u_{c_ref})，

其中，round()为四舍五入取整函数，u_{c_ref}为链节电容电压参考值，u_{ref_j}为对应链节的电压参考值。

所述步骤(6)中控制各链节模块导通的策略为：

对各链节中的各个模块的电容电压进行排序，当链节的电流为正且n_j大于零，或链节的电流为负且n_j小于零时，投入对应链节中电容电压较低的n_j个模块；当链节的电流为正且n_j小于零，或链节的电流为负且n_j大于零时，投入对应链节中电容电压较高的n_j个模块。

一种链式有源电力滤波器的控制装置，包括：

第一模块，用于计算各相线电压的相位信息；

第二模块，用于根据各链节电容电压参考值和平均值计算对应相的有功电流参考值幅值，并结合得到的相位信息，计算各相有功电流瞬时值参考值；

第三模块，用于计算各相无功电流参考值，并与对应相的有功电流瞬时值参考值相加，得到各相电流参考值；

第四模块，用于计算各相电流参考值和对应相的实测值的差值，然后根据得到的差值计算各链节的电压参考值；

第五模块，用于根据得到的各链节的电压参考值和各链节电容电压参考值计算对应链节需要导通的模块数；

第六模块，用于根据各链节需要导通的模块数来控制对应链节的模块导通，实现有源电力滤波器的控制。

采用多谐振点比例谐振控制器来得到各链节的电压参考值，所述多谐振点比例谐振控制器的传递函数形式如下：

$G\left(s\right)=k_p+\frac{2k_{r1}{\mathrm{\ω}}_{c1}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c1}s+{\mathrm{\ω}}_{01}^2}+\frac{2k_{r2}{\mathrm{\ω}}_{c2}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c2}s+{\mathrm{\ω}}_{02}^2}+...+\frac{2k_{rn}{\mathrm{\ω}}_{cn}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{cn}s+{\mathrm{\ω}}_{0n}^2},$

其中，k_p为多谐振点比例谐振控制器的比例系数；k_r1、k_r2、…、k_rn为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的谐振增益，所述每个谐振点的谐振增益为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的谐振增益；ω₀₁、ω₀₂、…、ω_0n为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的谐振频率，所述每个谐振点的谐振频率为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的谐波频率；ω_c1、ω_c2、…、ω_cn为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的截止频率，所述每个谐振点的截止频率为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的截止频率，每个谐振点的截止频率 为设定的比例系数。

利用以下计算公式来计算各链节需要导通的模块数n_j：

n_j＝round(u_{ref_j}/u_{c_ref})，

其中，round()为四舍五入取整函数，u_{c_ref}为链节电容电压参考值，u_{ref_j}为对应链节的电压参考值。

控制各链节模块导通的策略为：

对各链节中的各个模块的电容电压进行排序，当链节的电流为正且n_j大于零，或链节的电流为负且n_j小于零时，投入对应链节中电容电压较低的n_j个模块；当链节的电流为正且n_j小于零，或链节的电流为负且n_j大于零时，投入对应链节中电容电压较高的n_j个模块。

本发明提供的链式有源电力滤波器的控制方法专用于“△型”联接的三相链式有源电力滤波器，在进行控制时，首先根据各相线电压的相位信息以及有功电流参考值幅值计算有功电流瞬时值参考值，进而得到各相电流参考值；然后计算各相电流参考值和对应相的实测值的差值，根据得到的差值计算各链节的电压参考值；最后根据得到的各链节的电压参考值和各链节电容电压参考值计算对应链节需要导通的模块数，根据各链节需要导通的模块数来控制对应链节的模块导通，实现有源电力滤波器的控制。通过该方法能够对链式有源电力滤波器进行有效控制，能够提升控制的可靠性，保证对线路中的谐波进行有效滤除。而且，该控制方法使用分相控制，三相链节独立进行控制,保证了控制的独立性，三个链节之间的控制相互不受影响，进一步提升了控制的可靠性。另外，该控制方法运算量小，降低了运算错误带来的错误控制的风险，所以，该控制方法具有较强的稳定性，在各种工况下均有较好的性能，并且控制易于实现，控制效果好，可以满足链式有源电力滤波器系统的运行要求。

附图说明

图1是“△型”联接的三相链式有源电力滤波器的电路结构图；

图2是链式有源电力滤波器的控制方法的控制原理示意图；

图3是单相锁相环的控制原理示意图；

图4是谐波和无功检测算法的原理示意图。

具体实施方式

如图2所示，“△型”联接的三相链式有源电力滤波器的控制过程具体如下：

步骤1：获取各相线电压的相位信息θ_j，其中，j＝ab,bc,ca，任两相之间的电压就为对应相的线电压，而且当j＝ab时，j代表A相，那么以下关于涉及到j的参数均是A相的相关参数，比如：A相线电压、A相无功电流参考值、A相电流参考值等；当j＝bc时，j代表B相，那么以下关于涉及到j的参数均是B相的相关参数，比如：B相线电压、B相无功电流参考值、B相电流参考值等；当j＝ca时，j代表C相，那么以下关于涉及到j的参数均是C相的相关参数，比如：C相线电压、C相无功电流参考值、C相电流参考值等。假定线电压为U_msinθ_j。

各相线电压的相位信息的获取手段有多种，在本实施例中，使用三个独立的单相锁相环来获取各相线电压的相位信息，单相锁相环的控制原理如图3所示。当然，本发明并不局限于这种相位信息的获取方式。

步骤2：根据链节电容电压参考值和平均值计算各相有功电流参考值幅值；并结合步骤1中得到的相位信息，计算有功电流瞬时值参考值。

在本实施例中，根据链节电容电压参考值和平均值，并使用链节电容电压平均值控制器来得到各相有功电流参考值幅值i_{p_ref_peak_j}，其中，链节电容电压平均值控制器本质上是一种控制策略，该电容电压平均值控制器为如下形式：

$i_{p\_ref\_peak\_j}=(u_{c\_ref}-u_{c\_avr\_j})(k_p+\frac{1}{{\mathrm{sT}}_i})$

结合步骤1得到的相位信息，可得到有功电流瞬时值参考值i_{p_ref_j}，计算公式为：

i_{p_ref_j}＝i_{p_ref_peak_j}·sinθ_j

其中，k_p为比例系数，T_i为积分时间常数，这些均是已知量；u_{c_ref}、u_{c_avr_j}分别为链节电容电压参考值和平均值，其中，参考值是已知量，而平均值可以由链节的所有的电容的电压总值除以对应链节的模块的个数得到。

步骤3：获取各相无功电流参考值i_{c_ref_j}，并与步骤2中得到的有功电流瞬时值参考值i_{p_ref_j}相加，得到各相电流参考值i_{ref_j}。

其中，在本实施例中，可由控制系统中的单相谐波和无功检测环节得到需补偿的谐波和无功电流参考值i_{c_ref_j}，谐波和无功检测算法的原理如图4所示。另外，需补偿的谐波为杂波干扰，需要滤除，所以，这些欲滤除的谐波可以在实施该控制方法之前就通过相应的手段获取，也可以在该方法实施过程中获取，但是获取的时刻不能影响该方法的顺利进行。欲滤除的谐波的获取手段为常规技术，比如，由单相谐波和无功检测算法得到需补偿的谐波，这里就不再具体描述。

步骤4：将步骤3中得到的各相电流参考值i_{ref_j}与对应相的实测电流值做差，根据得到的差值计算各链节的电压参考值u_{ref_j}。

在本实施例中，将得到的差值输入给多谐振点比例谐振控制器中来计算各链节的电压参考值，具体为：

多谐振点比例谐振控制器的传递函数形式如下：

$G\left(s\right)=k_p+\frac{2k_{r1}{\mathrm{\ω}}_{c1}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c1}s+{\mathrm{\ω}}_{01}^2}+\frac{2k_{r2}{\mathrm{\ω}}_{c2}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c2}s+{\mathrm{\ω}}_{02}^2}+...+\frac{2k_{rn}{\mathrm{\ω}}_{cn}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{cn}s+{\mathrm{\ω}}_{0n}^2}$

其中，k_p为多谐振点比例谐振控制器的比例系数；k_r1、k_r2、…、k_rn为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的谐振增益，具体为欲滤除的每个谐振点的谐振增益；ω₀₁、ω₀₂、…、ω_0n为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的谐振频率，具体为欲滤除的每个谐振点的谐振频率；ω_c1、ω_c2、…、ω_cn为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的截止频率，具体为欲滤除的每个谐振点的截止频率。每个谐振点的截止频率由式确定，为设定的比例系数。

步骤5：根据得到的各链节的电压参考值u_{ref_j}和各链节电容电压参考值u_{c_ref}计算对应链节需要导通的模块数。

在本实施例中，使用最近电平调制算法，把步骤4得到的u_{ref_j}转化为三相各链节中需要导通的模块数n_j，n_j的计算公式如下：

n_j＝round(u_{ref_j}/u_{c_ref})

式中，round()为四舍五入取整函数。

步骤6：根据计算出的各链节需要导通的模块数n_j来对各链节进行对应模块的导通控制。

通常情况下，各链节需要导通的模块数n_j往往小于链节中包含的所有的模块数，所以，这就需要确定需要导通链节中的哪些模块，可以没有目的地随机选取，即在各链节所有的模块中随便选择n_j个模块进行导通；也可以按照一定的选择策略来进行选择。本实施例中，给出一种选择方式，具体为：

通过检测器件能够检测出链节中的所有的模块的电容电压，而且，为了便于观察链节中的各个模块的电容电压的电压之间的大小关系，可以将每个链节中的各个模块的电容电压按照大小顺序依次排序，比如：按照从小到大的顺序排列。这样三个链节就有三个排列。由于三个链节均是按照这种选择方式进行选择的，那么，以其中一个链节为例进行说明。由于链节中流动有电流，那么，根据需要确定链节电流的正方向和负方向。当该链节的电流为正且n_j大于零，或该链节的电流为负且n_j小于零时，根据排列的顺序，从电容电压最低的模块开始，按照电压从小到大的顺序依次数出n_j个模块，所以，这n_j个模块是该链节中电容电压最低的模块；当该链节的电流为正且n_j小于零，或电流为负且n_j大于零时，根据排列的顺序，从电容电压最高的模块开始，按照电压从大到小的顺序依次数出n_j个模块，所以，这n_j个模块是该链节中电容电压最高的模块。

所以，该控制方法中，使用多谐振点比例谐振控制器，可以在各谐波点实现无差跟踪；使用最近电平逼近算法，大大减小了运算量，易于硬件实现；基于排序的链节模块电容电压排序算法，具有较强的稳定性，在各种工况下均有较好的性能。并且，该控制方法基于abc坐标，分相独立控制。

针对上述控制方法的具体步骤，以下给出一个具体的应用实例。

为分析方便，假定欲滤除的谐波次数为3次、11次、13次、23次、25次、35次、37次，每个链节中模块数为200个。

步骤1：使用三个单相锁相环得到各相线电压的相位信息θ_j。

步骤2：使用链节电容电压平均值控制器得到各相有功电流参考值幅值i_{p_ref_peak_j}，并且，结合步骤1得到的相位信息，可得到有功电流瞬时值参考值i_{p_ref_j}。

步骤3：将无功电流参考值i_{c_ref_j}与步骤2得到的有功电流瞬时值参考值i_{p_ref_j}相加，得到各相电流参考值i_{ref_j}。

步骤4：各相电流参考值与实测电流值作差，然后分别输入多谐振点比例谐振控制器，得到各链节单元电压参考值u_{ref_j}。

多谐振点比例谐振控制器的传递函数形式如下：

$\begin{array}{c}G\left(s\right)=k_p+\frac{2k_{r3}{\mathrm{\ω}}_{c3}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c3}s+{\mathrm{\ω}}_3^2}+\frac{2k_{r11}{\mathrm{\ω}}_{c11}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c11}s+{\mathrm{\ω}}_{11}^2}+\frac{2k_{r13}{\mathrm{\ω}}_{c13}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c13}s+{\mathrm{\ω}}_{13}^2}\\ +\frac{2k_{r23}{\mathrm{\ω}}_{c23}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c23}s+{\mathrm{\ω}}_{23}^2}+\frac{2k_{r25}{\mathrm{\ω}}_{c25}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c25}s+{\mathrm{\ω}}_{25}^2}+\frac{2k_{r35}{\mathrm{\ω}}_{c35}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c35}s+{\mathrm{\ω}}_{35}^2}+\frac{2k_{r37}{\mathrm{\ω}}_{c37}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c37}s+{\mathrm{\ω}}_{37}^2}\end{array}$

其中，k_p为多谐振点比例谐振控制器的比例系数；k_r3、k_r11、k_r13、k_r23、k_r25、k_r35、k_r37分别为谐振环节在3次、11次、13次、23次、25次、35次、37次谐波点(谐振点)的谐振增益；ω₃、ω₁₁、ω₁₃、ω₂₃、ω₂₅、ω₃₅、ω₃₇为谐振环节在3次、11次、13次、23次、25次、35次、37次谐振点的谐振频率，ω₃＝2π·50·3，ω₁₁＝2π·50·11，…，ω₃₇＝2π·50·37。ω_c3、ω_c11、ω_c13、ω_c23、ω_c25、ω_c35、ω_c37为谐振环节在3次、11次、13次、23次、25次、35次、37次谐振点的截止频率，这里比例系数即ω_c3＝0.1·ω₃，ω_c11＝0.1·ω₁₁，…，ω₃₇＝0.1·ω₃₇。

步骤5：使用最近电平调制算法，计算各链节需要导通的模块数n_j。

步骤6：把链节中的模块电容电压进行排序，当链节单元电流为正且n_j大于零，或电流为负且n_j小于零时，找到链节中200个模块中的电容电压最低的n_j个模块，并控制投入；当链节单元电流为正且n_j小于零，或电流为负且n_j大于零时，找到链节中200个模块中的电容电压最高的n_j个模块，并控制投入。

另外，本发明还提供一种链式有源电力滤波器的控制装置，包括：

第一模块，用于计算各相线电压的相位信息；

第二模块，用于根据各链节电容电压参考值和平均值计算对应相的有功电流参考值幅值，并结合得到的相位信息，计算各相有功电流瞬时值参考值；

第三模块，用于计算各相无功电流参考值，并与对应相的有功电流瞬时值参考值相加，得到各相电流参考值；

第四模块，用于计算各相电流参考值和对应相的实测值的差值，然后根据得到的差值计算各链节的电压参考值；

第五模块，用于根据得到的各链节的电压参考值和各链节电容电压参考值计算对应链节需要导通的模块数；

第六模块，用于根据各链节需要导通的模块数来控制对应链节的模块导通，实现有源电力滤波器的控制。

所以，该控制装置中的各个组成模块均为软件程序，通过加载在控制器中来实现相应地功能，所以，各组成模块均对应为控制方法中的各个步骤，由于该控制方法在上文中已有了详细地描述，这里就不再具体描述。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种链式有源电力滤波器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)计算各相线电压的相位信息；

(2)根据各链节电容电压参考值和平均值计算对应相的有功电流参考值幅值，并结合得到的相位信息，计算各相有功电流瞬时值参考值；

(3)计算各相无功电流参考值，并与对应相的有功电流瞬时值参考值相加，得到各相电流参考值；

(4)计算各相电流参考值和对应相的实测值的差值，然后根据得到的差值计算各链节的电压参考值；

(5)根据得到的各链节的电压参考值和各链节电容电压参考值计算对应链节需要导通的模块数；

(6)根据各链节需要导通的模块数来控制对应链节的模块导通，实现有源电力滤波器的控制。

2.根据权利要求1所述的链式有源电力滤波器的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)是利用三个单相锁相环来获取对应相的线电压的相位信息。

3.根据权利要求1所述的链式有源电力滤波器的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对应相的有功电流参考值幅值的计算公式为：

$i_{p\_ref\_peak\_j}=(u_{c\_ref}-u_{c\_avr\_j})(k_p+\frac{1}{{\mathrm{sT}}_i});$

所述有功电流瞬时值参考值i_{p_ref_j}的计算公式为：

i_{p_ref_j}＝i_{p_ref_peak_j}·sinθ_j；

其中，θ_j为各相的线电压的相位；j＝ab,bc,ca；k_p为比例系数；T_i为积分时间常数；u_{c_ref}、u_{c_avr_j}分别为链节电容电压的参考值和平均值。

4.根据权利要求1所述的链式有源电力滤波器的控制方法，其特征在于，所述步骤(4)是采用多谐振点比例谐振控制器来得到对应链节的电压参考值的，所述多谐振点比例谐振控制器的传递函数形式如下：

$G\left(s\right)=k_p+\frac{2k_{r1}{\mathrm{\ω}}_{c1}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c1}s+{\mathrm{\ω}}_{01}^2}+\frac{2k_{r2}{\mathrm{\ω}}_{c2}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c2}s+{\mathrm{\ω}}_{02}^2}+...+\frac{2k_{rn}{\mathrm{\ω}}_{cn}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{cn}s+{\mathrm{\ω}}_{0n}^2},$

其中，k_p为多谐振点比例谐振控制器的比例系数；k_r1、k_r2、…、k_rn为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的谐振增益，所述每个谐振点的谐振增益为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的谐振增益；ω₀₁、ω₀₂、…、ω_0n为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的谐振频率，所述每个谐振点的谐振频率为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的谐波频率；ω_c1、ω_c2、…、ω_cn为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的截止频率，所述每个谐振点的截止频率为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的截止频率，每个谐振点的截止频率 为设定的比例系数。

5.根据权利要求1所述的链式有源电力滤波器的控制方法，其特征在于，所述步骤(5)是利用以下计算公式来计算各链节需要导通的模块数n_j的：

n_j＝round(u_{ref_j}/u_{c_ref})，

其中，round()为四舍五入取整函数，u_{c_ref}为链节电容电压参考值，u_{ref_j}为对应链节的电压参考值。

6.根据权利要求5所述的链式有源电力滤波器的控制方法，其特征在于，所述步骤(6)中控制各链节模块导通的策略为：

对各链节中的各个模块的电容电压进行排序，当链节的电流为正且n_j大于零，或链节的电流为负且n_j小于零时，投入对应链节中电容电压较低的n_j个模块；当链节的电流为正且n_j小于零，或链节的电流为负且n_j大于零时，投入对应链节中电容电压较高的n_j个模块。

7.一种链式有源电力滤波器的控制装置，其特征在于，包括：

第一模块，用于计算各相线电压的相位信息；

第二模块，用于根据各链节电容电压参考值和平均值计算对应相的有功电流参考值幅值，并结合得到的相位信息，计算各相有功电流瞬时值参考值；

第三模块，用于计算各相无功电流参考值，并与对应相的有功电流瞬时值参考值相加，得到各相电流参考值；

第四模块，用于计算各相电流参考值和对应相的实测值的差值，然后根据得到的差值计算各链节的电压参考值；

第五模块，用于根据得到的各链节的电压参考值和各链节电容电压参考值计算对应链节需要导通的模块数；

第六模块，用于根据各链节需要导通的模块数来控制对应链节的模块导通，实现有源电力滤波器的控制。

8.根据权利要求7所述的链式有源电力滤波器的控制装置，其特征在于，采用多谐振点比例谐振控制器来得到各链节的电压参考值，所述多谐振点比例谐振控制器的传递函数形式如下：

$G\left(s\right)=k_p+\frac{2k_{r1}{\mathrm{\ω}}_{c1}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c1}s+{\mathrm{\ω}}_{01}^2}+\frac{2k_{r2}{\mathrm{\ω}}_{c2}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{c2}s+{\mathrm{\ω}}_{02}^2}+...+\frac{2k_{rn}{\mathrm{\ω}}_{cn}s}{s^2+2{\mathrm{\ω}}_{cn}s+{\mathrm{\ω}}_{0n}^2},$

其中，k_p为多谐振点比例谐振控制器的比例系数；k_r1、k_r2、…、k_rn为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的谐振增益，所述每个谐振点的谐振增益为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的谐振增益；ω₀₁、ω₀₂、…、ω_0n为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的谐振频率，所述每个谐振点的谐振频率为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的谐波频率；ω_c1、ω_c2、…、ω_cn为多谐振点比例谐振控制器在每个谐振点的截止频率，所述每个谐振点的截止频率为有源电力滤波器欲滤除的每个谐振点的截止频率，每个谐振点的截止频率 为设定的比例系数。

9.根据权利要求7所述的链式有源电力滤波器的控制装置，其特征在于，利用以下计算公式来计算各链节需要导通的模块数n_j：

n_j＝round(u_{ref_j}/u_{c_ref})，

其中，round()为四舍五入取整函数，u_{c_ref}为链节电容电压参考值，u_{ref_j}为对应链节的电压参考值。

10.根据权利要求9所述的链式有源电力滤波器的控制装置，其特征在于，控制各链节模块导通的策略为：

对各链节中的各个模块的电容电压进行排序，当链节的电流为正且n_j大于零，或链节的电流为负且n_j小于零时，投入对应链节中电容电压较低的n_j个模块；当链节的电流为正且n_j小于零，或链节的电流为负且n_j大于零时，投入对应链节中电容电压较高的n_j个模块。