CN106340877A - 一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法及装置，通过计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压，并设置最高等级为测量的直流侧电压的最大值的并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级，从而确定电压值不大于测量的直流侧电压的最大值的直流侧稳定参考电压，解决了现有技术中设定的直流侧电压参考值通常大于交流侧电压的峰值，对电容和开关管会产生比较高的压降，造成比较高的功率损耗的技术问题。

Description

一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法及装置。

背景技术

自20世纪70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，由于这些负载的非线性、冲击性和不平衡用电特性，谐波造成的污染日益严重。谐波污染的危害主要存在以下几个方面：(1)谐波引起电网中的各种元件如旋转电机、变压器产生附加的损耗和使元件发热，影响电气设备的正常运行，产生噪声和谐波过电压，缩短设备的使用寿命。(2)谐波可能导致电网谐振，造成各种电气元件(如电容器和电缆)和设备的故障，乃至损坏。(3)谐波会引起电力系统继电保护和自动装置误动作或拒动作。(4)谐波引起原有的电能计量方法不适用，使电气测量仪表的计量误差增大。(5)谐波会对邻近的通信系统产生一定的电磁干扰，产生噪声，使通信质量降低，甚至使信息丢失，通信系统无法正常工作。而另一方面，我们已经进入了数字化的信息时代，现代工业、农业、商业以及居民用户对供电质量提出了更高要求。系统谐波和无功补偿已经成为电力系统领域所面临的一个重大课题，受到越来越多国家和学者的关注，很多国家都对此给与了足够的重视。因此，如何提高电能质量、治理谐波成为输配电技术中最为迫切的问题之一。传统的谐波补偿装置采用的是LC无源滤波器(Passive Filter，PF)。它利用电感元件、电容元件的谐振特性，在阻抗回路中分流，支路呈现低阻抗，从而减小电网谐波电流。该方法由于具有成本低、技术成熟等特点而被广泛采用，但是也存在明显的缺点，例如：只能对特定次谐波进行补偿；容易与系统发生谐振；补偿的动态性能差。近年来，有源电力滤波器(Active power filter，APF)成为谐波抑制的一个重要趋势。有源电力滤波器在提高电能质量方面有着举足轻重的作用，它能精确抑制电网中的谐波电流，对提高电力系统供电的安全性、可靠性和经济性，保证用电设备的正常运行和工农业生产的持续高效，都有十分重要的意义。因此，有源电力滤波器的研究有很高的使用价值和广阔市场前景。在有源电力滤波器的应用中，控制直流母线电压工作在线性调制区域是很有必要的。目前，APF的直流侧一般采用直流电容器而不是直流电源作为储能环节，但是作为动态谐波治理装置，APF对直流侧电容电压有着严格的要求，由于APF本身存在线路电阻的开关损耗带来的有功损耗，以及工作状态变化时需要吸收一定的有功功率，导致有时会影响电压的波动，以及直流侧欠电压或过电压，从而危及装置的安全可靠运行。因此，直流电压越稳定、动态性能越好，对其补偿效果越好。

为了维持APF直流侧电压的稳定，现有技术是通过设定一个固定的直流电压参考值，将实际的直流母线电压值与该参考值比较之后，通过PI控制器整定后输出。

然而，现有技术中设定的直流侧电压参考值通常大于交流侧电压的峰值，对电容和开关管会产生比较高的压降，造成比较高的功率损耗。

发明内容

本发明实施例提供了一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法及装置，通过计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压，并设置最高等级为测量的直流侧电压的最大值的并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级从而确定电压值不大于测量的直流侧电压的最大值的直流侧稳定参考电压，解决了现有技术中设定的直流侧电压参考值通常大于交流侧电压的峰值，对电容和开关管会产生比较高的压降，造成比较高的功率损耗的技术问题。

本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法，包括：

根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值；

根据所述无功功率补偿值、测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压；

设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值，通过比较所述直流侧参考电压等级和计算出的所述直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压。

可选的，

根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值之前还包括：

输入并联型有源电力滤波器的计算公式并测量并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流。

可选的，

在设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值，通过比较所述直流侧参考电压等级和计算出的所述直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压之后还包括：

通过控制器将所述直流侧稳定参考电压和所述控制器反馈的所述直流侧电压的误差信号整定为参考电流信号。

可选的，

根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值具体包括：

将测量的电网侧三项电压和电网侧三相电流进行派克变换得到直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流；

根据预置的电网侧无功功率计算公式和所述直轴电压、所述交轴电压、所述直轴电流、所述交轴电流计算电网发出的第一无功功率并将所述第一无功功率转化为第一无功功率有效值；

根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器无功功率计算公式计算所述并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率；

根据所述第一无功功率有效值、所述第二无功功率和预置的无功功率补偿公式计算无功功率补偿值。

可选的，

设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值，通过比较所述直流侧参考电压等级和计算出的所述直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压具体包括：

设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级并且将所述直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值；

将所述直流侧参考电压等级由小到大依次与计算出的所述直流侧最小参考电压比较；

若所述直流侧最小参考电压小于当前的所述直流侧参考电压等级，则停止比较，输出直流侧稳定参考电压为当前的所述直流侧参考电压等级，否则将继续比较；

若所述直流侧最小参考电压不小于预置的所述直流侧参考电压等级的最高等级，则输出直流侧稳定参考电压为测量的所述直流侧电压的最大值。

本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制装置，包括：

无功功率补偿值计算单元，用于根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值；

最小参考电压计算单元，用于根据所述无功功率补偿值、测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压；

稳定参考电压确定单元，用于设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值，通过比较所述直流侧参考电压等级和计算出的所述直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压。

可选地，

有源电力滤波器直流侧电压控制装置还包括：

获取单元，用于输入并联型有源电力滤波器的计算公式并测量并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流。

可选地，

有源电力滤波器直流侧电压控制装置还包括：

参考电流信号整定单元，用于通过控制器将所述直流侧稳定参考电压和所述控制器反馈的所述直流侧电压的误差信号整定为参考电流信号。

可选地，

所述无功功率补偿值计算单元具体包括：

变换子单元，用于将测量的电网侧三项电压和电网侧三相电流进行派克变换得到直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流；

第一无功功率计算子单元，用于根据预置的电网侧无功功率计算公式和所述直轴电压、所述交轴电压、所述直轴电流、所述交轴电流计算电网发出的第一无功功率并将所述第一无功功率转化为第一无功功率有效值；

第二无功功率计算子单元，用于根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器无功功率计算公式计算所述并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率；

无功功率补偿值确定子单元，用于根据所述第一无功功率有效值、所述第二无功功率和预置的无功功率补偿公式计算无功功率补偿值。

可选地，

所述稳定参考电压确定单元具体包括：

参考电压等级设置子单元，用于设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级并且将所述直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值；

稳定参考电压比较确定子单元，用于将所述直流侧参考电压等级由小到大依次与计算出的所述直流侧最小参考电压比较；

若所述直流侧最小参考电压小于当前的所述直流侧参考电压等级，则停止比较，输出直流侧稳定参考电压为当前的所述直流侧参考电压等级，否则将继续比较；

若所述直流侧最小参考电压不小于预置的所述直流侧参考电压等级的最高等级，则输出直流侧稳定参考电压为测量的所述直流侧电压的最大值。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

通过计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压，这个直流侧最小参考电压是在保证并联型有源电力滤波器稳定工作的前提下使器件功率损耗达到最小时的电压，并设置最高等级为测量的直流侧电压的最大值的并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级从而确定电压值不大于测量的直流侧电压的最大值的直流侧稳定参考电压，进而对直流侧稳定参考电压限制在了一定范围内，解决了现有技术中直流侧参考电压浮动的问题和设定的直流侧电压参考值通常大于交流侧电压的峰值，对电容和开关管会产生比较高的压降，造成比较高的功率损耗的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法的一个实施例的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法的另一个实施例的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制装置的一个实施例的结构图；

图4为本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制装置的另一个实施例的结构图；

图5为本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法所控制的并联型有源电力滤波器的拓扑图；

图6为本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法所控制的并联型有源电力滤波器的拓扑图的单相等效电路图；

图7为本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法中假设负载不变时直流侧电压稳态值和直流侧电压波动值的关系坐标曲线图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法及装置，通过计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压并设置最高等级为测量的直流侧电压的最大值的并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级从而确定电压值不大于测量的直流侧电压的最大值的直流侧稳定参考电压，解决了现有技术中设定的直流侧电压参考值通常大于交流侧电压的峰值，对电容和开关管会产生比较高的压降，造成比较高的功率损耗的技术问题。为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法的一个实施例，包括：

101，根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值；

102，根据无功功率补偿值、测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压；

103，设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的直流侧电压的最大值，通过比较直流侧参考电压等级和计算出的直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压。

在本实施例中，先根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值，然后根据无功功率补偿值、测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压，最后设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的直流侧电压的最大值，通过比较直流侧参考电压等级和计算出的直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压。

请参阅图2、图5至图7，本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法的另一个实施例，包括：

201，输入并联型有源电力滤波器的计算公式并测量并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流。

202，将测量的电网侧三项电压和电网侧三相电流进行派克变换得到直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流。

203，根据预置的电网侧无功功率计算公式和直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流计算电网发出的第一无功功率并将第一无功功率转化为第一无功功率有效值。

204，根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器无功功率计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率。

205，根据第一无功功率有效值、第二无功功率和预置的无功功率补偿公式计算无功功率补偿值。

206，据无功功率补偿值、测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压。

207，设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级并且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的直流侧电压的最大值。

208，将直流侧参考电压等级由小到大依次与计算出的直流侧最小参考电压比较；

若直流侧最小参考电压小于当前的直流侧参考电压等级，则停止比较，输出直流侧稳定参考电压为当前的直流侧参考电压等级，否则将继续比较；

若直流侧最小参考电压不小于预置的直流侧参考电压等级的最高等级，则输出直流侧稳定参考电压为测量的直流侧电压的最大值。

209，通过控制器将直流侧稳定参考电压和控制器反馈的直流侧电压的误差信号整定为参考电流信号。

在本实施例中，先输入并联型有源电力滤波器的计算公式并测量并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，需要说明的是，这里说的直流侧电压包括一个周期中的直流侧电压值、电压频率；

通过派克公式将测量的电网侧三项电压和电网侧三相电流进行派克变换得到直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流，然后根据预置的电网侧无功功率计算公式和直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流计算电网发出的第一无功功率并将第一无功功率转化为第一无功功率有效值Q_s，需要说明的是，预置的电网侧无功功率计算公式为

其中U_sd、U_sq、i_sd、i_sq分别为经过派克变换得到的直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流，

式中

$T_{3/2}=\left[\begin{array}{ccc}cos\mathrm{\ω}t& cos(\mathrm{\ω}t-\frac{2\mathrm{\π}}{3})& cos(\mathrm{\ω}t+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\\ -sin\mathrm{\ω}t& -sin(\mathrm{\ω}t-\frac{2\mathrm{\π}}{3})& -sin(\mathrm{\ω}t+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\end{array}\right];$

然后再根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器无功功率计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，需要说明的是，f为并联型有源电力滤波器直流侧电压的波动频率，U_dcmax为直流侧电压一个波动周期内的最大值，U_dcmin为直流侧电压一个波动周期内的电压最小值，Q_C为并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率；

再根据第一无功功率有效值Q_s、第二无功功率Q_C和预置的无功功率补偿公式Q_Cref＝-Q_L-Q_l＝Q_C-Q_s计算无功功率补偿值Q_Cref；

进而据无功功率补偿值Q_Cref、测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压U_dcmin11，需要说明的是，k为最小电压裕度值，f为并联型有源电力滤波器直流侧电压的波动频率，Q_Cref为无功功率补偿值，C为并联型有源电力滤波器直流侧电容值，ΔU_dc＝U_dcmax-U_dcmin为并联型有源电力滤波器直流侧电压波动值，u_dcmax为测量的直流侧电压一个周期中的最大值，u_dcmin为测量的直流侧电压一个周期中的最小值；

然后设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级u_dc1,u_dc2,u_dc3,......u_dcn(u_dc1＜u_dc2＜u_dc3＜...＜u_dcn＝u_dcmax)并且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的直流侧电压的最大值，需要说明的是，u_dcmax为测量的直流侧电压一个周期中的最大值；

再将直流侧参考电压等级由小到大依次与计算出的直流侧最小参考电压比较；

若直流侧最小参考电压小于当前的直流侧参考电压等级，则停止比较，输出直流侧稳定参考电压U_dcminref为当前的直流侧参考电压等级，否则将继续比较；

若直流侧最小参考电压不小于预置的直流侧参考电压等级的最高等级，则输出直流侧稳定参考电压U_dcminref为测量的直流侧电压的最大值；

这里作具体说明，U_dcmin11当U_dcmin11＜U_dc1时，U_dcminref＝U_dc1；否则继续与U_dc2比较，并以此类推，直至找到满足的U_dcm(1<＝m<＝n，即m为1至n的整数)，当U_dcmin11＞U_dcmax时，则此时可令U_dcmin11＝U_dcmax，即U_dcmin已经超过最高的电压等级，可以对直流侧电压进行电压限制；

最后通过控制器将直流侧稳定参考电压和控制器反馈的直流侧电压的误差信号整定为参考电流信号，需要说明的是，若控制器为PI控制器，则通过公式进行整定。

在上述实施中，需要进行说明的是，并联型有源电力滤波器的拓扑结构如图5所示，并联型有源电力滤波器的拓扑图的单相等效电路图6所示，对于并联型有源电力滤波器直流侧的电容，电容两端的电压有波动是不可避免的，直流侧的电容储能为

$\begin{array}{c}{W}_C=\frac{1}{2}C(U_{dc\max }^2-U_{dc\min }^2)\\ =\frac{1}{2}C(U_{dc\max }-U_{dc\min })(U_{dc\max }+U_{dc\min })\\ =C\&times;U_{dc}\&times;{\mathrm{\&Delta;U}}_{dc},\end{array}$

其中ΔU_dc＝U_dcmax-U_dcmin为并联型有源电力滤波器直流侧电压波动值，u_dcmax为测量的直流侧电压一个周期中的最大值，u_dcmin为测量的直流侧电压一个周期中的最小值，为并联型有源电力滤波器的直流侧稳态电压值，由此看出，当拓扑结构确定时，电压波动ΔU_dc和直流侧稳态电压U_dc共同对补偿性能造成影响，即：式中f为并联型有源电力滤波器直流侧电压的波动频率，在三相三线制的并联型有源电力滤波器中，f＝3f_s＝150Hz。

如图7所示，当负载无变化时，直流侧稳态电压升高，电压波动减小，但对于器件来说，功率损耗增加；直流侧稳态电压降低，电压波动则升高，当电压波动超过电容的限定值时，可以看作是变换器工作失稳，因此，为得到最小的工作电压，应当将电压波动值调节至电容可以稳定工作的最大值，且这一数值应当随电压等级或补偿等级而变化，假设在变压波动不变时，直流侧稳态电压的最小值随无功功率的增加而增加，因此，控制直流侧的最小参考电压为

请参阅图3，本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制装置的一个实施例，包括：

功率补偿值计算单元301，用于根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值；

最小参考电压计算单元302，用于根据无功功率补偿值、测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压；

稳定参考电压确定单元303，用于设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的直流侧电压的最大值，通过比较直流侧参考电压等级和计算出的直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压。

请参阅图4，本发明实施例提供的一种有源电力滤波器直流侧电压控制装置的另一个实施例，包括：

获取单元401，用于输入并联型有源电力滤波器的计算公式并测量并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流。

功率补偿值计算单元402，用于根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值。

最小参考电压计算单元403，用于根据无功功率补偿值、测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压。

直流侧稳定参考电压确定单元404，用于设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的直流侧电压的最大值，通过比较直流侧参考电压等级和计算出的直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压。

参考电流信号整定单元405，用于通过控制器将直流侧稳定参考电压和控制器反馈的直流侧电压的误差信号整定为参考电流信号。

功率补偿值计算单元402具体包括：

变换子单元4021，用于将测量的电网侧三项电压和电网侧三相电流进行派克变换得到直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流；

第一无功功率计算子单元4022，用于根据预置的电网侧无功功率计算公式和直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流计算电网发出的第一无功功率并将第一无功功率转化为第一无功功率有效值；

第二无功功率计算子单元4023，用于根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器无功功率计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率；

无功功率补偿值计算子单元4024，用于根据第一无功功率有效值、第二无功功率和预置的无功功率补偿公式计算无功功率补偿值。

直流侧稳定参考电压确定单元404具体包括：

直流侧参考电压等级设置子单元4041，用于设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级并且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的直流侧电压的最大值；

直流侧稳定参考电压比较确定子单元4042，用于将直流侧参考电压等级由小到大依次与计算出的直流侧最小参考电压比较；

若直流侧最小参考电压小于当前的直流侧参考电压等级，则停止比较，输出直流侧稳定参考电压为当前的直流侧参考电压等级，否则将继续比较；

若直流侧最小参考电压不小于预置的直流侧参考电压等级的最高等级，则输出直流侧稳定参考电压为测量的直流侧电压的最大值。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种有源电力滤波器直流侧电压控制方法，其特征在于，包括：

根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值；

根据所述无功功率补偿值、测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压；

设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值，通过比较所述直流侧参考电压等级和计算出的所述直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压。

2.根据权利要求1所述的有源电力滤波器直流侧电压控制方法，其特征在于，在根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值之前还包括：

输入并联型有源电力滤波器的计算公式并测量并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流。

3.根据权利要求1所述的有源电力滤波器直流侧电压控制方法，其特征在于，在设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值，通过比较所述直流侧参考电压等级和计算出的所述直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压之后还包括：

通过控制器将所述直流侧稳定参考电压和所述控制器反馈的所述直流侧电压的误差信号整定为参考电流信号。

4.根据权利要求1所述的有源电力滤波器直流侧电压控制方法，其特征在于，根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值具体包括：

将测量的电网侧三项电压和电网侧三相电流进行派克变换得到直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流；

根据预置的电网侧无功功率计算公式和所述直轴电压、所述交轴电压、所述直轴电流、所述交轴电流计算电网发出的第一无功功率并将所述第一无功功率转化为第一无功功率有效值；

根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器无功功率计算公式计算所述并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率；

根据所述第一无功功率有效值、所述第二无功功率和预置的无功功率补偿公式计算无功功率补偿值。

5.根据权利要求1所述的有源电力滤波器直流侧电压控制方法，其特征在于，设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值，通过比较所述直流侧参考电压等级和计算出的所述直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压具体包括：

设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级并且将所述直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值；

将所述直流侧参考电压等级由小到大依次与计算出的所述直流侧最小参考电压比较；

若所述直流侧最小参考电压小于当前的所述直流侧参考电压等级，则停止比较，输出直流侧稳定参考电压为当前的所述直流侧参考电压等级，否则将继续比较；

若所述直流侧最小参考电压不小于预置的所述直流侧参考电压等级的最高等级，则输出直流侧稳定参考电压为测量的所述直流侧电压的最大值。

6.一种有源电力滤波器直流侧电压控制装置，其特征在于，包括：

无功功率补偿值计算单元，用于根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流，通过预置的计算公式分别计算电网发出的第一无功功率和并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率，进而确定并联型有源电力滤波器无功功率补偿值；

最小参考电压计算单元，用于根据所述无功功率补偿值、测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压计算公式计算并联型有源电力滤波器直流侧最小参考电压；

稳定参考电压确定单元，用于设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级且将直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值，通过比较所述直流侧参考电压等级和计算出的所述直流侧最小参考电压的大小确定直流侧稳定参考电压。

7.根据权利要求6所述的有源电力滤波器直流侧电压控制装置，其特征在于，还包括：

获取单元，用于输入并联型有源电力滤波器的计算公式并测量并联型有源电力滤波器的直流侧电压和电网侧三项电压、电网侧三相电流。

8.根据权利要求6所述的有源电力滤波器直流侧电压控制装置，其特征在于，还包括：

参考电流信号整定单元，用于通过控制器将所述直流侧稳定参考电压和所述控制器反馈的所述直流侧电压的误差信号整定为参考电流信号。

9.根据权利要求6所述的有源电力滤波器直流侧电压控制装置，其特征在于，所述无功功率补偿值计算单元具体包括：

变换子单元，用于将测量的电网侧三项电压和电网侧三相电流进行派克变换得到直轴电压、交轴电压、直轴电流、交轴电流；

第一无功功率计算子单元，用于根据预置的电网侧无功功率计算公式和所述直轴电压、所述交轴电压、所述直轴电流、所述交轴电流计算电网发出的第一无功功率并将所述第一无功功率转化为第一无功功率有效值；

第二无功功率计算子单元，用于根据测量的并联型有源电力滤波器的直流侧电压和预置的并联型有源电力滤波器无功功率计算公式计算所述并联型有源电力滤波器直流侧发出的第二无功功率；

无功功率补偿值确定子单元，用于根据所述第一无功功率有效值、所述第二无功功率和预置的无功功率补偿公式计算无功功率补偿值。

10.根据权利要求6所述的有源电力滤波器直流侧电压控制装置，其特征在于，所述稳定参考电压确定单元具体包括：

参考电压等级设置子单元，用于设置并联型有源电力滤波器的直流侧参考电压等级并且将所述直流侧参考电压等级的最高等级设置为测量的所述直流侧电压的最大值；

稳定参考电压比较确定子单元，用于将所述直流侧参考电压等级由小到大依次与计算出的所述直流侧最小参考电压比较；

若所述直流侧最小参考电压小于当前的所述直流侧参考电压等级，则停止比较，输出直流侧稳定参考电压为当前的所述直流侧参考电压等级，否则将继续比较；

若所述直流侧最小参考电压不小于预置的所述直流侧参考电压等级的最高等级，则输出直流侧稳定参考电压为测量的所述直流侧电压的最大值。