CN113690899B - Apf并联拓扑控制方法及装置、apf系统 - Google Patents

Apf并联拓扑控制方法及装置、apf系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种APF并联拓扑控制方法及装置、APF系统，该APF并联拓扑控制方法包括：获取市电相位以及APF并联拓扑对应的当前负载电流，并基于市电相位提取当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量；基于APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及当前负载电流的各次谐波确定至少一个目标APF模块；按照预设分配规则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配，确定目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值；基于目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对目标APF模块进行控制。本发明可以提高谐波补偿精度。

Description

APF并联拓扑控制方法及装置、APF系统
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，更具体地说，是涉及一种APF并联拓扑控制方法及装置、APF系统。
背景技术
电能质量问题正引起人们越来越多的关注，相较于传统的无源滤波器及无功补偿装置，有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)能够更好地消除非线性负载产生的谐波、无功及不平衡电流，改善电网电能质量，能够实现动态跟踪补偿负载无功和谐波。因此，APF有源电力滤波器得到了广泛的应用。
在实际应用中，为了适应大功率场景，通常采用多个APF模块并联的方式。现有技术中多个并联的APF模块通常是独立控制的，由于模拟量采样精度以及采样延时等各种问题，各个APF模块独立控制的方案的谐波补偿精度较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种APF并联拓扑控制方法及装置、APF系统，以解决现有技术中存在的并联APF模块的谐波补偿精度较差的技术问题。
为实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种APF并联拓扑控制方法，所述APF并联拓扑控制方法应用于APF并联拓扑，所述APF并联拓扑控制方法应用于APF并联拓扑，所述APF并联拓扑包括至少两个并联连接的APF模块；所述APF并联拓扑控制方法包括：
获取市电相位以及所述APF并联拓扑对应的当前负载电流，并基于所述市电相位提取所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量；
基于所述APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及所述当前负载电流的各次谐波确定至少一个目标APF模块；其中，所述至少一个目标APF模块为对当前负载电流进行谐波补偿的APF模块，且所述至少一个目标APF模块的补偿总容量不小于当前负载电流所需的补偿容量；
按照预设分配规则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配，确定目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值；
基于目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对目标APF模块进行控制。
可选的，各个APF模块的状态信息包括各个APF模块的在线状态、各个APF模块的容量状态、以及各个APF模块的启用状态；
所述基于所述APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及所述当前负载电流的各次谐波确定目标APF模块，包括：
将已处于启用的APF模块组成的集合记为APF模块集，将APF模块集的补偿总容量记为第一补偿容量，将当前负载电流所需的补偿容量记为第二补偿容量；
若所述第一补偿容量小于所述第二补偿容量，则根据第一补偿容量与第二补偿容量的差值、依据APF模块数最少的原则，从当前在线的未启用的APF模块中选取至少一个APF模块，并将选取的至少一个APF模块以及APF模块集中的APF模块作为目标APF模块；
若所述第一补偿容量不小于所述第二补偿容量、并且切除APF模块集中的任一APF模块后，切除后的APF模块集的补偿总容量小于所述第二补偿容量，则将APF模块集中的各个APF模块作为目标APF模块；
若所述第一补偿容量不小于所述第二补偿容量、并且存在某个处于启用状态的APF模块满足预设条件，则根据第一补偿容量与第二补偿容量的差值、依据APF模块数最少的原则，从APF模块集中切除至少一个APF模块，并将切除至少一个APF模块后APF模块集中的各个APF模块作为目标APF模块；
其中，某个处于启用状态的APF模块满足预设条件，表示从APF模块集中切除该APF模块后，切除后的APF模块集的补偿总容量仍不小于第二补偿容量。
可选的，所述预设分配规则为：
若目标APF模块小于三个，则对所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行平均分配，或者基于容量优先的原则对所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配；
其中，容量优先的原则指的是若某个目标APF模块的补偿容量存在剩余，则不为下一个目标APF模块分配对应的有功分量参考值和无功分量参考值；
若目标APF模块不小于三个，则对所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行平均分配。
可选的，对目标APF模块进行控制的方法为对各个目标APF模块同时执行以下步骤：
获取目标APF模块对应的功率电感电流，并基于所述市电相位提取所述功率电感电流各次谐波的有功分量和无功分量；
基于所述功率电感电流的各次谐波的有功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值确定有功分量调节量；
基于所述功率电感电流的各次谐波的无功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值确定无功分量调节量；
基于所述有功分量调节量与所述无功分量调节量对目标APF模块的电流进行控制。
可选的，所述基于所述有功分量调节量与所述无功分量调节量对目标APF模块的电流进行控制，包括：
对所述有功分量调节量与所述无功分量调节量进行傅里叶逆变换后，得到目标调节量，基于所述目标调节量对目标APF模块的电流进行控制。
可选的，在基于所述市电相位提取所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量之前，所述APF并联拓扑控制方法还包括：
基于预设偏移角度对所述当前负载电流进行相位偏移处理。
为实现上述目的，本发明的第二方面，提供了一种APF并联拓扑控制装置，所述APF并联拓扑控制装置应用于APF并联拓扑，所述APF并联拓扑包括至少两个并联连接的APF模块；所述APF并联拓扑控制装置包括：
系统控制模块以及至少两个功率控制模块，各个功率控制模块均与所述系统控制模块通讯连接；所述功率控制模块与所述APF模块一一对应；
所述系统控制模块获取市电相位以及所述APF并联拓扑对应的当前负载电流，并基于所述市电相位提取所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量；基于所述APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及所述当前负载电流的各次谐波确定至少一个目标APF模块；其中，所述至少一个目标APF模块为对当前负载电流进行谐波补偿的APF模块，且所述至少一个目标APF模块的补偿总容量不小于当前负载电流所需的补偿容量；按照预设分配规则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配，确定目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值；将目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块；
各个功率控制模块基于目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对目标APF模块进行控制。
可选的，所述系统控制模块通过CAN总线将目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块。
可选的，所述系统控制模块在发送各个APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及各个APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块的同时，还将所述市电相位发送至各个功率控制模块；
相应的，各个功率控制模块同时执行以下步骤：
获取目标APF模块对应的功率电感电流，并基于所述市电相位提取所述功率电感电流各次谐波的有功分量和无功分量；
基于所述功率电感电流的各次谐波的有功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值确定有功分量调节量；
基于所述功率电感电流的各次谐波的无功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值确定无功分量调节量；
基于所述有功分量调节量与所述无功分量调节量对目标APF模块的电流进行控制。
为实现上述目的，本发明的第三方面，提供了一种APF系统，所述APF系统包括：
至少两个并联连接的APF模块构成的APF并联拓扑、系统控制模块以及至少两个功率控制模块，各个功率控制模块均与所述系统控制模块通讯连接；所述功率控制模块与所述APF模块一一对应；
所述系统控制模块获取市电相位以及所述APF并联拓扑对应的当前负载电流，并基于所述市电相位提取所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量；基于所述APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及所述当前负载电流的各次谐波确定至少一个目标APF模块；其中，所述至少一个目标APF模块为对当前负载电流进行谐波补偿的APF模块，且所述至少一个目标APF模块的补偿总容量不小于当前负载电流所需的补偿容量；按照预设分配规则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配，确定目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值；将目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块；
各个功率控制模块基于目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对目标APF模块进行控制。
本发明提供的APF并联拓扑控制方法及装置、APF系统的有益效果在于：
区别于现有技术中各个APF模块完全独立控制的方案，本发明采用主从控制策略，有利于各个APF模块之间的相位同步，从而提高谐波补偿精度。在此基础上，本发明选取了目标APF模块，而不是直接启用APF并联拓扑中的所有APF模块进行谐波补偿，因此可有效避免所有APF模块长期连续运行导致的硬件老化问题。此外，本发明还为各个目标APF模块统一分配各次谐波的有功分量参考值和无功分量参考值，可以适应不同补偿需求，提高谐波补偿的灵活性。并且，区别于现有技术直接基于负载电流进行补偿的方案，本发明是基于特定频次的谐波进行补偿的，相较于现有技术更有针对性，进一步提升了谐波补偿精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的APF并联拓扑控制方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的APF并联拓扑控制装置的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的APF系统的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的功率控制模块的控制环路图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1，图1为本发明一实施例提供的APF并联拓扑控制方法的结构示意图，该APF并联拓扑控制方法应用于APF并联拓扑，APF并联拓扑包括至少两个并联连接的APF模块。
可选的，各个APF模块可采用市电供电，也可直接采用电池供电。通常情况下采用市电对APF模块进行供电，此时APF模块处于AC/DC模式，既需要控制母线电压又需要进行谐波补偿，本实施例也可采用电池给APF模块供电，此时APF模块处于DC/AC模式，只需要进行谐波补偿即可，并且此种情况下市电断电时，电池可无缝地给负载提供稳定电压。
该APF并联拓扑控制方法包括：
S101：获取市电相位以及APF并联拓扑对应的负载电流，并基于市电相位提取负载电流各次谐波的有功分量与无功分量。
在本实施例中，可首先基于傅里叶变换确定负载电流的各次谐波，再基于市电相位提取负载电流各次谐波的有功分量以及无功分量。
S102：基于APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及当前负载电流的各次谐波确定至少一个目标APF模块。其中，至少一个目标APF模块为对当前负载电流进行谐波补偿的APF模块，且至少一个目标APF模块的补偿总容量不小于当前负载电流所需的补偿容量。
各个APF模块的状态信息包括各个APF模块的在线状态、各个APF模块的容量状态、以及各个APF模块的启用状态。
基于APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及当前负载电流的各次谐波确定目标APF模块，包括：
将已处于启用的APF模块组成的集合记为APF模块集，将APF模块集的补偿总容量记为第一补偿容量，将当前负载电流所需的补偿容量记为第二补偿容量。
若第一补偿容量小于第二补偿容量，则根据第一补偿容量与第二补偿容量的差值、依据APF模块数最少的原则，从当前在线的未启用的APF模块中选取至少一个APF模块，并将选取的至少一个APF模块以及APF模块集中的APF模块作为目标APF模块。
若第一补偿容量不小于第二补偿容量、并且切除APF模块集中的任一APF模块后，切除后的APF模块集的补偿总容量小于第二补偿容量，则将APF模块集中的各个APF模块作为目标APF模块。
若第一补偿容量不小于第二补偿容量、并且存在某个处于启用状态的APF模块满足预设条件，则根据第一补偿容量与第二补偿容量的差值、依据APF模块数最少的原则，从APF模块集中切除至少一个APF模块，并将切除至少一个APF模块后APF模块集中的各个APF模块作为目标APF模块。
其中，某个处于启用状态的APF模块满足预设条件，表示从APF模块集中切除该APF模块后，切除后的APF模块集的补偿总容量仍不小于第二补偿容量。
在本实施例中，若第一补偿容量小于第二补偿容量，则说明已经启用的APF模块无法满足当前负载电流所需的补偿容量，则需要从在线的未启用的APF模块中选取新的APF模块投入使用，本方案基于APF模块数最少的原则选取新的APF模块，也就是说，在目标APF模块的补偿总容量满足第二补偿容量的前提下，保证目标APF模块的数量最小。后续“APF模块数最少的原则”与此处相同，后续不再赘述。
在本实施例中，若第一补偿容量不小于第二补偿容量，则判断切除已经启用的APF模块后，现有启用的APF模块是否还可以满足第二补偿容量，如果切除任何一个APF模块后，现有启用的APF模块都无法满足第二补偿容量，此时可直接将已经启用的APF模块作为当前负载电流对应的补偿模块，也即直接将已经启用的APF模块作为目标APF模块。
在本实施例中，若第一补偿容量不小于第二补偿容量，则判断切除已经启用的APF模块后，现有启用的APF模块是否还可以满足第二补偿容量，如果切除某一个或者某几个APF模块后，现有启用的APF模块仍可以满足第二补偿容量，此时可基于APF模块数最少的原则切除已经启用的APF模块，将切除后所剩的APF模块作为目标APF模块。
其中，需要注意的是，步骤S102已经限定了目标APF模块的补偿总容量所需满足的条件，也就是说，无论是切除APF模块还是选取新的APF模块，最后得到的目标APF模块的补偿总容量均需满足当前负载电流所需的补偿容量。
S103：按照预设分配规则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配，确定目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值。
在本实施例中，预设分配规则为：
若目标APF模块小于三个，则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行平均分配，或者基于容量优先的原则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配。
其中，容量优先的原则指的是若某个目标APF模块的补偿容量存在剩余，则不为下一个目标APF模块分配对应的有功分量参考值和无功分量参考值。
若目标APF模块不小于三个，则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行平均分配。
在本实施例中，举例说明容量最小原则，假设当前存在两个目标APF模块，两者的补偿容量分别为s1和s2，当前负载电流所需的补偿容量为s0，其中，s0<s1+s2，则按照容量优先原则对谐波分量进行分配时，第一个目标APF模块分配的谐波分量(有功和无功)对应的补偿容量应为s1，第二个目标APF模块分配的谐波分量(有功和无功)对应的补偿容量应为s0-s1，也就是说，将第一个目标APF模块的补偿容量用完后才会使用第二个目标APF模块的补偿容量。
在本实施例中，平均分配也即按照目标APF模块的个数对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行平均分配。
在本实施例中，实行平均分配还可产生以下有益效果：
由于各个目标APF模块对应的有功分量参考值和无功分量参考值均是基于同一负载电流得出的，区别于现有技术中各个APF模块控制装置单独采集负载电流进行参考值计算的方式，本实施例可有效降低各个目标APF模块在硬件精度、数据采集延时、计算延时等方面的差异性，因而还可实现各个APF模块的均流控制，避免产生环流。
S104：基于各个APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及各个APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对各个APF模块进行控制。
在本实施例中，各个APF模块对应的控制模块可基于本APF模块的电感电流反馈值、本APF模块对应的有功分量参考值以及无功分量参考值对本APF模块进行PI环路闭环控制，实现谐波补偿。
在本实施例中，在基于市电相位提取负载电流各次谐波的有功分量与无功分量之前，还可以包括：
基于预设偏移角度对负载电流进行相位偏移处理。
由于在实际应用时，系统控制模块确定好各个APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及各个APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值后，需要将各个APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及各个APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值发送至对应的功率控制模块，数据发送存在延时，此时功率控制模块直接采用接收到的参考值进行控制会不准确，考虑到延时主要是由软件采样时序的延时以及硬件滤波电路带来的相位延迟导致，本发明实施例可在对负载电流进行采样后，以预设偏移角度对负载电流进行相位偏移处理，以提高后续的计算精度，进而提高控制精度。
从以上描述可知，区别于现有技术中各个APF模块完全独立控制的方案，本发明实施例采用主从控制策略，有利于各个APF模块之间的相位同步，从而提高谐波补偿精度。在此基础上，本发明实施例选取了目标APF模块，而不是直接启用APF并联拓扑中的所有APF模块进行谐波补偿，因此可有效避免所有APF模块长期连续运行导致的硬件老化问题。此外，本发明实施例还为各个目标APF模块统一分配各次谐波的有功分量参考值和无功分量参考值，可以适应不同补偿需求，提高谐波补偿的灵活性。并且，区别于现有技术直接基于负载电流进行补偿的方案，本发明实施例是基于特定频次的谐波进行补偿的，相较于现有技术更有针对性，进一步提升了谐波补偿精度。
可选的，作为本发明实施例提供的APF并联拓扑控制方法的一种具体实施方式，对各个APF模块进行控制的方法为对各个APF模块同时执行以下步骤：
获取目标APF模块对应的功率电感电流，并基于市电相位提取功率电感电流各次谐波的有功分量和无功分量。
基于功率电感电流的各次谐波的有功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值确定有功分量调节量。
基于功率电感电流的各次谐波的无功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值确定无功分量调节量。
基于有功分量调节量与无功分量调节量对目标APF模块的电流进行控制。
在本实施例中，各个APF模块的控制是同时进行的，对各个APF模块均执行以上步骤，可实现各个APF模块的控制。
在本实施例中，各个APF模块均获取负载电流时对应的市电相位进行有功分量和无功分量的计算，也就是说各个APF模块之间是相位同步的，此方法可以有效提高补偿精度，并且在平均分配谐波分量时还可抑制各个APF模块之间的环流，实现模块间均流。
可选的，作为本发明实施例提供的APF并联拓扑控制方法的一种具体实施方式，基于有功分量调节量与无功分量调节量对目标APF模块的电流进行控制，包括：
对有功分量调节量与无功分量调节量进行傅里叶逆变换后，得到目标调节量，基于目标调节量对目标APF模块的电流进行控制。
在本实施例中，可基于目标调节量生成对应的PWM波，将对应的PWM波发送至对应的APF模块的开关管，实现对应APF模块的电流控制。
可选的，作为本发明实施例提供的APF并联拓扑控制方法的一种具体实施方式，可通过对负载电流进行傅里叶变换提取功率电感电流的各次谐波。
请参考图2，对应于上述APF并联拓扑控制方法，本发明还提供了一种APF并联拓扑控制装置20，APF并联拓扑控制装置20应用于APF并联拓扑，APF并联拓扑包括至少两个并联连接的APF模块。APF并联拓扑控制装置20包括：
系统控制模块21以及至少两个功率控制模块22，各个功率控制模块22均与系统控制模块21通讯连接。功率控制模块22与APF模块一一对应。
系统控制模块21获取市电相位以及APF并联拓扑对应的当前负载电流，并基于市电相位提取当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量。基于APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及当前负载电流的各次谐波确定至少一个目标APF模块。其中，至少一个目标APF模块为对当前负载电流进行谐波补偿的APF模块，且至少一个目标APF模块的补偿总容量不小于当前负载电流所需的补偿容量。按照预设分配规则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配，确定目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值。将目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块22。
各个功率控制模块22基于各个APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及各个APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对各个APF模块进行控制。
在本实施例中，系统控制模块21可通过电流传感器对负载电流进行采集，并基于采集到的负载电流为各个目标APF模块分配对应的有功分量参考值和无功分量参考值，并通过CAN总线将有功分量参考值和无功分量参考值发送至对应的功率控制模块22，由各个功率控制模块22基于有功分量参考值和无功分量参考值进行特次谐波补偿。
可选的，作为本发明实施例提供的APF并联拓扑控制装置的一种具体实施方式，系统控制模块在发送各个APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及各个APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块的同时，还将市电相位发送至各个功率控制模块。
相应的，各个功率控制模块同时执行以下步骤：
获取目标APF模块对应的功率电感电流，并基于市电相位提取功率电感电流各次谐波的有功分量和无功分量。
基于功率电感电流的各次谐波的有功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值确定有功分量调节量。
基于功率电感电流的各次谐波的无功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值确定无功分量调节量。
基于有功分量调节量与无功分量调节量对目标APF模块的电流进行控制。
在本实施例中，系统控制模块发送市电相位至各个功率控制模块，以实现各个控制模块的相位同步。系统控制模块作为相位同步主机，实时锁定市电相位和频率，并通过CAN总线将相位信息发送至各个功率控制模块。各个功率控制模块接收到同步信号，进行解析后，对相应的APF模块进行闭环控制。
在本实施例中，可参考图4，图4为功率控制模块的一种控制环路示意，其中，Iabc_L为APF模块的电感电流，DFT表示傅里叶变换，Iabc_P(3/5/7)表示电感电流(3、5、7)次谐波的有功分量，Iabc_Q(3/5/7)表示电感电流(3、5、7)次谐波的无功分量，ILoad_Ref_P(3/5/7)表示负载电流(3、5、7)次谐波的有功分量参考值，ILoad_Ref_Q(3/5/7)表示负载电流(3、5、7)次谐波的无功分量参考值，PI表示比例积分控制，iDFT表示傅里叶逆变换，Ihrm_out_abc(3/5/7)表示APF模块(3、5、7)次谐波对应目标调节量。
请参考图3，本发明实施例还提供了一种APF系统，该APF系统包括：
至少两个并联连接的APF模块构成的APF并联拓扑、系统控制模块以及至少两个功率控制模块，各个功率控制模块均与系统控制模块通讯连接。功率控制模块与APF模块一一对应。
系统控制模块获取市电相位以及APF并联拓扑对应的当前负载电流，并基于市电相位提取当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量。基于APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及当前负载电流的各次谐波确定至少一个目标APF模块。其中，至少一个目标APF模块为对当前负载电流进行谐波补偿的APF模块，且至少一个目标APF模块的补偿总容量不小于当前负载电流所需的补偿容量。按照预设分配规则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配，确定目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值。将目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块。
各个功率控制模块基于目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对目标APF模块进行控制。
可选的，图3中的SCR供电与功率控制模块供电可为同一电源，也可不为同一电源。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种APF并联拓扑控制方法，其特征在于，所述APF并联拓扑控制方法应用于APF并联拓扑，所述APF并联拓扑包括至少两个并联连接的APF模块；所述APF并联拓扑控制方法包括：
获取市电相位以及所述APF并联拓扑对应的当前负载电流，并基于所述市电相位提取所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量；
基于所述APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及所述当前负载电流的各次谐波确定至少一个目标APF模块；其中，所述至少一个目标APF模块为对当前负载电流进行谐波补偿的APF模块，且所述至少一个目标APF模块的补偿总容量不小于当前负载电流所需的补偿容量；
按照预设分配规则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配，确定目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值；
基于目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对目标APF模块进行控制；
其中，各个APF模块的状态信息包括各个APF模块的在线状态、各个APF模块的容量状态、以及各个APF模块的启用状态；
所述基于所述APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及所述当前负载电流的各次谐波确定目标APF模块，包括：
将已处于启用的APF模块组成的集合记为APF模块集，将APF模块集的补偿总容量记为第一补偿容量，将当前负载电流所需的补偿容量记为第二补偿容量；
若所述第一补偿容量小于所述第二补偿容量，则根据第一补偿容量与第二补偿容量的差值、依据APF模块数最少的原则，从当前在线的未启用的APF模块中选取至少一个APF模块，并将选取的至少一个APF模块以及APF模块集中的APF模块作为目标APF模块；
若所述第一补偿容量不小于所述第二补偿容量、并且切除APF模块集中的任一APF模块后，切除后的APF模块集的补偿总容量小于所述第二补偿容量，则将APF模块集中的各个APF模块作为目标APF模块；
若所述第一补偿容量不小于所述第二补偿容量、并且存在某个处于启用状态的APF模块满足预设条件，则根据第一补偿容量与第二补偿容量的差值、依据APF模块数最少的原则，从APF模块集中切除至少一个APF模块，并将切除至少一个APF模块后APF模块集中的各个APF模块作为目标APF模块；
其中，某个处于启用状态的APF模块满足预设条件，表示从APF模块集中切除该APF模块后，切除后的APF模块集的补偿总容量仍不小于第二补偿容量。
2.如权利要求1所述的APF并联拓扑控制方法，其特征在于，所述预设分配规则为：
若目标APF模块小于三个，则对所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行平均分配，或者基于容量优先的原则对所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配；
其中，容量优先的原则指的是若某个目标APF模块的补偿容量存在剩余，则不为下一个目标APF模块分配对应的有功分量参考值和无功分量参考值；
若目标APF模块不小于三个，则对所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行平均分配。
3.如权利要求1所述的APF并联拓扑控制方法，其特征在于，对目标APF模块进行控制的方法为对各个目标APF模块同时执行以下步骤：
获取目标APF模块对应的功率电感电流，并基于所述市电相位提取所述功率电感电流各次谐波的有功分量和无功分量；
基于所述功率电感电流的各次谐波的有功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值确定有功分量调节量；
基于所述功率电感电流的各次谐波的无功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值确定无功分量调节量；
基于所述有功分量调节量与所述无功分量调节量对目标APF模块的电流进行控制。
4.如权利要求3所述的APF并联拓扑控制方法，其特征在于，所述基于所述有功分量调节量与所述无功分量调节量对目标APF模块的电流进行控制，包括：
对所述有功分量调节量与所述无功分量调节量进行傅里叶逆变换后，得到目标调节量，基于所述目标调节量对目标APF模块的电流进行控制。
5.如权利要求1至4任一项所述的APF并联拓扑控制方法，其特征在于，在基于所述市电相位提取所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量之前，还包括：
基于预设偏移角度对所述当前负载电流进行相位偏移处理。
6.一种APF并联拓扑控制装置，其特征在于，所述APF并联拓扑控制装置应用于APF并联拓扑，所述APF并联拓扑包括至少两个并联连接的APF模块；所述APF并联拓扑控制装置包括：
系统控制模块以及至少两个功率控制模块，各个功率控制模块均与所述系统控制模块通讯连接；所述功率控制模块与所述APF模块一一对应；
所述系统控制模块获取市电相位以及所述APF并联拓扑对应的当前负载电流，并基于所述市电相位提取所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量；基于所述APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及所述当前负载电流的各次谐波确定至少一个目标APF模块；其中，所述至少一个目标APF模块为对当前负载电流进行谐波补偿的APF模块，且所述至少一个目标APF模块的补偿总容量不小于当前负载电流所需的补偿容量；按照预设分配规则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配，确定目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值；将目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块；
各个功率控制模块基于目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对目标APF模块进行控制；
其中，各个APF模块的状态信息包括各个APF模块的在线状态、各个APF模块的容量状态、以及各个APF模块的启用状态；
所述基于所述APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及所述当前负载电流的各次谐波确定目标APF模块，包括：
将已处于启用的APF模块组成的集合记为APF模块集，将APF模块集的补偿总容量记为第一补偿容量，将当前负载电流所需的补偿容量记为第二补偿容量；
若所述第一补偿容量小于所述第二补偿容量，则根据第一补偿容量与第二补偿容量的差值、依据APF模块数最少的原则，从当前在线的未启用的APF模块中选取至少一个APF模块，并将选取的至少一个APF模块以及APF模块集中的APF模块作为目标APF模块；
若所述第一补偿容量不小于所述第二补偿容量、并且切除APF模块集中的任一APF模块后，切除后的APF模块集的补偿总容量小于所述第二补偿容量，则将APF模块集中的各个APF模块作为目标APF模块；
若所述第一补偿容量不小于所述第二补偿容量、并且存在某个处于启用状态的APF模块满足预设条件，则根据第一补偿容量与第二补偿容量的差值、依据APF模块数最少的原则，从APF模块集中切除至少一个APF模块，并将切除至少一个APF模块后APF模块集中的各个APF模块作为目标APF模块；
其中，某个处于启用状态的APF模块满足预设条件，表示从APF模块集中切除该APF模块后，切除后的APF模块集的补偿总容量仍不小于第二补偿容量。
7.如权利要求6所述的APF并联拓扑控制装置，其特征在于，所述系统控制模块通过CAN总线将目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块。
8.如权利要求6所述的APF并联拓扑控制装置，其特征在于，所述系统控制模块在将目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块的同时，还将所述市电相位发送至各个功率控制模块；
相应的，各个功率控制模块同时执行以下步骤：
获取目标APF模块对应的功率电感电流，并基于所述市电相位提取所述功率电感电流各次谐波的有功分量和无功分量；
基于所述功率电感电流的各次谐波的有功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值确定有功分量调节量；
基于所述功率电感电流的各次谐波的无功分量以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值确定无功分量调节量；
基于所述有功分量调节量与所述无功分量调节量对目标APF模块的电流进行控制。
9.一种APF系统，其特征在于，包括：
至少两个并联连接的APF模块构成的APF并联拓扑、系统控制模块以及至少两个功率控制模块，各个功率控制模块均与所述系统控制模块通讯连接；所述功率控制模块与所述APF模块一一对应；
所述系统控制模块获取市电相位以及所述APF并联拓扑对应的当前负载电流，并基于所述市电相位提取所述当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量；基于所述APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及所述当前负载电流的各次谐波确定至少一个目标APF模块；其中，所述至少一个目标APF模块为对当前负载电流进行谐波补偿的APF模块，且所述至少一个目标APF模块的补偿总容量不小于当前负载电流所需的补偿容量；按照预设分配规则对当前负载电流各次谐波的有功分量与无功分量进行分配，确定目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值；将目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对应发送至各个功率控制模块；
各个功率控制模块基于目标APF模块对应的各次谐波的有功分量参考值、以及目标APF模块对应的各次谐波的无功分量参考值对目标APF模块进行控制；
其中，各个APF模块的状态信息包括各个APF模块的在线状态、各个APF模块的容量状态、以及各个APF模块的启用状态；
所述基于所述APF并联拓扑中各个APF模块的状态信息、以及所述当前负载电流的各次谐波确定目标APF模块，包括：
将已处于启用的APF模块组成的集合记为APF模块集，将APF模块集的补偿总容量记为第一补偿容量，将当前负载电流所需的补偿容量记为第二补偿容量；
若所述第一补偿容量小于所述第二补偿容量，则根据第一补偿容量与第二补偿容量的差值、依据APF模块数最少的原则，从当前在线的未启用的APF模块中选取至少一个APF模块，并将选取的至少一个APF模块以及APF模块集中的APF模块作为目标APF模块；
若所述第一补偿容量不小于所述第二补偿容量、并且切除APF模块集中的任一APF模块后，切除后的APF模块集的补偿总容量小于所述第二补偿容量，则将APF模块集中的各个APF模块作为目标APF模块；
若所述第一补偿容量不小于所述第二补偿容量、并且存在某个处于启用状态的APF模块满足预设条件，则根据第一补偿容量与第二补偿容量的差值、依据APF模块数最少的原则，从APF模块集中切除至少一个APF模块，并将切除至少一个APF模块后APF模块集中的各个APF模块作为目标APF模块；
其中，某个处于启用状态的APF模块满足预设条件，表示从APF模块集中切除该APF模块后，切除后的APF模块集的补偿总容量仍不小于第二补偿容量。
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