CN114400642A - 一种有源电力滤波器的谐波提取及限流方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，包括如下步骤：判断接线方式和谐波提取方式，重复多次周期性的提取单次电流谐波的RMS限流值；比较每次提取的单次电路谐波RMS限流值是否超过设定的单次最大RMS限流值，得出每次电流谐波RMS限流值；将多次提取的单次电流谐波进行求和，得出总谐波RMS限流值和总谐波peak限流值，进而发出限流后的补偿总指令；比较总谐波RMS限流值是否超过设备允许输出的最大RMS限流值，得出合理的总谐波RMS限流值；将三相电流中每相线路的总谐波peak限流值与总谐波peak限流值进行比较，削平每相线路的过流部分，得出三相电流的总谐波peak限流值。本发明所提供的技术方案易于满足设备的输出能力、BUS电容寿命、条件，防止设备受损。

Description

一种有源电力滤波器的谐波提取及限流方法

技术领域

本发明属于有源电力滤波器技术领域，具有涉及一种有源电力滤波器的谐波提取及限流方法。

背景技术

有源电力滤波器(APF)作为一种高效的电能质量治理装置，将电力电子，控制理论等先进技术集于一身，相较于传统无源补偿设备，拥有体积小、精度高、响应速度快、补偿效果好、控制灵活等众多优点，代表着未来电能质量治理装置的发展方向。在众多拓扑结构的APF中，并联型APF在补偿配电系统中的谐波电流方面具有强大的优势，并已广泛应用于各种工业、商业以及民用配电网络中，在电能质量治理领域发挥着重要的作用。

谐波提取是APF的关键性能之一，提取结果直接影响其电能质量治理能力，而谐波限流是指对提取到的要补偿的电流指令进行限幅，保证其不能超出设备的最大电流输出能力，防止设备受损，现有的谐波限流中不易于适配设备的各项条件，适配性不足；因此，发明人针对如何对源滤波器进行谐波提取和谐波限流进行研发改进，致力于提高有源电力滤波器的谐波限流的适配性。

发明内容

本发明提供的可行的有源电力滤波器谐波提取及限流方法，能够判断线路连接方式和谐波提取方式进行电流提取，选择相应的接线方式和谐波提取方式进行限流，能够保证提取的指令电流波形不会发生改变，且各次谐波的有效值不会大于给定的最大有效值，更易于满足设备的输出能力、BUS电容寿命等条件，防止设备受损。

该可行的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法至少包括如下步骤：

A：判断线路连接方式为三相三线或三相四线，再判断电流提取方式为无功提取、全谐波提取、单次谐波提取或无功和单次组合谐波提取；

B：当判断线路连接方式为三相三线，谐波提取方式为全谐波或单次谐波提取时，对提取到的的电流谐波进行限流；

C：重复多次周期性的提取单次电流谐波的RMS限流值；

D：比较每次提取的单次电路谐波RMS限流值是否超过设定的单次最大RMS限流值，得出每次电流谐波RMS限流值；

E：将多次提取的单次电流谐波进行求和，得出总谐波RMS限流值和总谐波peak限流值，进而发出限流后的补偿总电流指令；

F：比较总谐波RMS限流值是否超过设备允许输出的最大RMS限流值，得出合理的总谐波RMS限流值；

G：将三相电流中每相线路的总谐波peak限流值与总谐波peak限流值进行比较，削平每相线路的过流部分，得出三相电流的总谐波peak限流值。

本发明的技术方案相对于现有技术的有益效果如下：

1、本技术方案对提取到的要补偿的电流指令进行限幅，保证其不能超出设备的最大电流输出能力，防止设备受损，包括对单次谐波有效值限流、总谐波有效值限流、总谐波峰值限流。

2、通过对单次谐波有效值限流可以保证提取的指令电流波形不会发生改变，且各次谐波(无功)的有效值不会大于给定的最大有效值；通过对总谐波有效值限流满足设备输出电流的有效值不会大于给定的最大有效值，更易于满足设备的输出能力、BUS电容寿命、IGBT的spike等条件，防止设备受损。

3、对总谐波峰值限流，可防止输出电流峰值过大，通过峰值限流把每相的过流部分削平，保证任何瞬间三相三线电流总和始终为零，即不带有零序分量。

附图说明

图1为本发明的谐波提取和限流方法的工作流程示意图；

图2为本发明的谐波提取方法的全谐波提取流程示意图；

图3为本发明的谐波提取方法的低通滤波器的原理图；

图4为本发明的谐波提取方法的单次谐波提取原理图；

图5为本发明的谐波提取方法的滑窗DFT基本算法的原理图；

图6为本发明的谐波提取方法的基波正序无功提取原理图；

图7为本发明的谐波提取方法的滑窗滤波器的基波正序无功的应用流程图；

图8为本发明的谐波提取方法的基波负序无功提取的原理图；

图9为本发明的谐波提取方法的滑窗滤波器的基波正序无功的工作原理图；

图10为本发明的谐波提取方法的基波零序无功提取的原理图；

图11为本发明的谐波限流方法的单次谐波有效值限流流程图；

图12为本发明的谐波限流方法的单次谐波有效值限流的运算过程图；

图13为本发明的谐波限流方法的总谐波有效值限流的运算过程图；

图14为本发明的谐波限流方法的总谐波峰值的运算过程图；

图15为本发明的谐波限流方法的谐波源的调试流程图；

图16为本发明的谐波限流方法的振幅和相位调节流程图。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本发明的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法进一步的详细说明。

实施例

在某些实施例中，结合图1所示，有源电力滤波器的谐波提取及限流方法包括如下步骤：

A：判断线路连接方式为三相三线或三相四线，再判断电流提取方式为无功提取、全谐波提取、单次谐波提取或无功和单次组合谐波提取；

B：在判断线路连接方式为三相三线，谐波提取方式为全谐波或单次谐波提取时，对提取到的的电流谐波进行限流；

C：重复多次周期性的提取单次电流谐波的RMS限流值；

D：比较每次提取的单次电路谐波RMS限流值是否超过设定的单次最大RMS限流值，得出每次电流谐波RMS限流值；

E：将多次提取的单次电流谐波进行求和，得出总谐波RMS限流值和总谐波peak限流值，进而发出限流后的补偿总电流指令；

F：比较总谐波RMS限流值是否超过设备允许输出的最大RMS限流值，得出合理的总谐波RMS限流值；

G：将三相电流中每相线路的总谐波peak限流值与总谐波peak限流值进行比较，削平每相线路的过流部分，得出三相电流的总谐波peak限流值。

参照图2-图10所示，详细描述有源电力滤波器的谐波提取方法，

在上述步骤的基础上进一步的进行描述，

A1：将采样到的三相负载电流i[R/S/T]经坐标变换到d-q坐标系下；

A2：将d轴上的电流id取一个工频周期的平均值，即负载电流的有功分量i_d-1；

A3：将q轴上的电流iq取一个工频周期的平均值，即负载电流的基波正序无功分量i_q-1；

A4：得出负载电流的谐波分量，即：

i_d-h＝i_d-i_d-1，i_q-h＝i_q-i_q-1；

实际上，采用以上瞬时无功算法提取的全谐波中，只能滤除有功和基波正序无功，并不能滤除基波负序无功和基波零序无功。也就是说，采用以上瞬时无功算法提取的全谐波中包含有基波负序无功和基波零序无功。

进一步结合图3所示，以上瞬时无功算法提取为全谐波，在现场应用中，采用此算法经常会导致APF输出电流发生震荡现象。为了避免此震荡，在一些优选的实施例中，考虑将此算法提取的结果经过一低通滤波器，把引起震荡的高次谐波成份滤除掉，即对引起震荡的高次谐波不予补偿。上述瞬时无功算法提取为全谐波，提取后经过一个低通滤波器，谐波补偿全响应时间<1ms；

i_{d_h(LPF)}(k)＝[α·i_{d_h(LPF)}(k-1)+β·i_{d_h}(k)]·gain； (1)

i_{q_h(LPF)}(k)＝[α·i_{q_h(LPF)}(k-1)+β·i_{q_h}(k)]·gain； (2)

式中，α,β满足如下等式：

α+β＝1 (3)

其中，fs为id_h(k)的采样频率，fc为低通滤波器的截止频率，gain为滤波增益。由(3)式和(4)式可求得：

其中，Ts为id_h(k)的采样周期

将(5)和(6)代入(1)和(2)可得：

优选的实施例中，通过HMI可调整截止频率fc和滤波增益gain，则可以适应不同的现场应用，避免系统发生震荡。

低通滤波器约束条件：

(1)截止频率fc的有效范围为：0-10kHz，缺省值为1.5kHz；

(2)截止频率fc只允许在待机模式下设定；

(3)滤波增益gain的有效范围为：0～200％，缺省值为100％；

(4)滤波增益gain不仅在待机模式下允许设定，在运行模式下也允许设置。

全谐波提取适用于全谐波补偿模式或谐波+无功补偿模式，更新周期为66us。经过以上算法，将引起震荡的高次谐波成份滤除掉，即对引起震荡的高次谐波不予补偿。

进一步结合图4所示，单次谐波提取采用滑窗DFT(SDFT)算法，提取指定谐波。

谐波补偿全响应时间：奇次谐波为10ms，偶次谐波为20ms，

B1：DSP0将采样到的三相负载电流i[R/S/T]经坐标变换到α-β坐标系下；

B2：将α或β轴上的电流i_α或i_β经DFT算法求出An和Bn；

B3：根据傅立叶级数展开式，即可求出某次谐波分量i_n；

其基本思路为：

DSP0将采样到的三相负载电流i[R/S/T]经坐标变换到α-β坐标系下，将α或β轴上的电流iα或iβ经SDFT算法求出An和Bn，根据傅立叶级数展开式，即可求出某次谐波分量in。

坐标变换为：

在某些实施例中，DFT的基本算法为：

所述DFT算法根据傅立叶级数，由傅立叶级数的定义可知，任何周期性非正弦信号都可以分解为若干个周期性正弦信号的叠加。一般地，负载电流i(t)为周期性的非正弦信号(因含有谐波)，因此，可通过傅立叶级数将其展开，即可求出负载电流各次谐波分量i_n(t),n＝1,2,3,…。零序电流只是n为1的特例，在零轴下完成，提取的基次只含有基波零序无功电流。

如下式：

由式(21)可知，

i_n(t)＝A_ncos nwt+B_nsin nwt (22)

式中，

其中，N为一个工频周期的采样点数，i(m)为负载电流i(t)对应的每个采样时刻的采样值，wm为每个采样时刻的theta角，n为谐波次数(n＝1,2,3,…)。

因此，只要求出An和Bn，根据锁相的角度wt，即可求出负载电流某次谐波分量。

进一步地，滑窗DFT基本算法为：

令

则

进一步结合图5所示，滑窗DFT基本算法为：un(k)或vn(k)的值等于un(k-1)或vn(k)加上一个新值，同时减去窗口中的最老值，从而实现了每个周期的滑窗。如式(23)和(24)所示。

u_n(k)＝u_n(k-1)+i(k)cos(nwk)-i(k-N)cos(nw(k-N)) (23)

v_n(k)＝v_n(k-1)+i(k)sin(nwk)-i(k-N)sin(nw(k-N)) (24)

根据式(23)和(24)求出了un(k)和vn(k)，即可求出An(k)和Bn(k)。

单次谐波提取适用于指定次谐波补偿模式，更新周期为66us。

进一步结合图6和图7所示，在某些实施例中，基波正序无功提取采用瞬时无功算法，补偿全响应时间为10ms。

在某些实施例中，将采样到的三相负载电流i[R/S/T]经坐标变换(I)到d-q坐标系下，将q轴上的电流iq经SLPF(滑窗低通滤波)算法求出q轴上的基波正序分量iQ1P，再经坐标变换(II)，即可求出α和β轴上的基波正序分量iQ1P(α),iQ1P(β)。

坐标变换(I)：

坐标变换(II)：

SLPF(滑窗低通滤波器)设计：

进一步结合图7所示，∑i_q(k)为当前时刻至前(N-1)时刻的N个iq之和；∑i_q(k-1)为上一时刻至前(N-1)时刻的N个iq之和；∑i_q(k)等于∑i_q(k-1)加上一个新值iq(k)，同时减去窗口中的最老值iq(k-N)，从而实现了每个周期的滑窗。

N为半个工频周期的采样点数(150)。基波正序无功提取适用于无功补偿模式和指定次无功补偿，更新周期为66us。

在某些实施例中，结合图8和图9所示，基波负序无功提取采用瞬时无功算法，补偿全响应时间为10ms。其基本思路如下：

DSP0将采样到的三相负载电流i[R/S/T]经坐标变换(I)到d-q坐标系下，将d轴上的电流id和q轴上的电流iq经SLPF(滑窗低通滤波)算法求出d-q坐标系下的基波负序分量iQ1N，再经坐标变换(II)，即可求出α和β轴上的基波负序分量iQ1N(α),iQ1N(β)。

坐标变换(I)：

坐标变换(II)：

SLPF(滑窗低通滤波器)设计：

d轴上，∑i_d(k)为当前时刻至前(N-1)时刻的N个id之和；∑i_d(k-1)为上一时刻至前(N-1)时刻的N个id之和；∑i_d(k)等于∑i_d(k-1)加上一个新值id(k)，同时减去窗口中的最老值id(k-N)，从而实现了每个周期的滑窗。有此求得d轴上的负序分量为

q轴同上。

工频周期的采样点数(150)。基波负序无功提取适用于无功补偿模式和指定次无功补偿，更新周期为66us。

在某些实施例中，结合图10所示，基波零序无功提取采用滑窗DFT(SDFT)算法，补偿全响应时间为10ms；其基本思路如下：

坐标变换：

DFT基本算法：

由傅立叶级数的定义可知，任何周期性非正弦信号都可以分解为若干个周期性正弦信号的叠加。一般地，负载电流i(t)为周期性的非正弦信号(因含有谐波)，因此，可通过傅立叶级数将其展开，即可求出负载电流各次谐波分量in(t),n＝1,2,3,…。零序电流只是n为1的特例。此时在零轴下完成的，因此提取的基次只含有基波零序电流。

如下式：

由式(31)可知，

i_1z(t)＝A_1z cosnwt+B_1z sinnwt (32)

式中，

其中，N为一个工频周期的采样点数，i(m)为负载电流i(t)对应的每个采样时刻的采样值，wm为每个采样时刻的theta角，n为1。

因此，只要求出A1z和B1z，根据锁相的角度wt，即可求出负载电流基波零序分量。基波零序无功提取适用于无功补偿模式和指定次无功补偿，更新周期为66us；基波零序无功提取只适用于3P4W。

参照图11-图16所示，详细描述有源电力滤波器的谐波限流方法，谐波限流是指对提取到的要补偿的电流指令进行限幅，保证其不能超出设备的最大电流输出能力，防止设备受损，谐波限流包括：单次谐波有效值限流、总谐波有效值限流、总谐波峰值限流；RMS值为有效值，peak值为极值。

有源电力滤波器的谐波限流主要作用是根据电网的相角和用户设定的谐波次数和谐波电流幅值(RMS)，电网注入特定的谐波，其工作原理包括：

主控制器上谐波发生器模块的主要实现原理是：首先在ROM中固化一个512点/周期的正弦表(表内数值均扩大2的11次方，数值位数为16位)；其次通过外部输入的锁相环地址，依次计算出A相1到51次、B相1到51次以及C相1到51次谐波的当前地址并输出该地址(计算一次，输出一次)；然后通过上一步输出的地址从ROM中读取相应的数值，同时从RAM中读取当前次谐波所对应的幅值，两者相乘后得到当前次谐波在当前时刻的数值；最后将上一步得到的数值进行处理后得到当前次谐波在当前时刻的真实值。

还适配于谐波合成模块，该模块用于合成所需补偿的各次谐波电流量，产生补偿电流基准信号送到从板，当PR调节器数据计算完毕后，时序控制模块中产生的Xout_Q将产生一个时钟长度的高电平信号，通知谐波合成模块加上该次谐波的电流幅值信号PR_Out[15..0]，当检测到当前已完成计算的需补偿谐波个数j[4..0]小于输入的需补偿谐波种类的总数Sel_K[4..0]时，将PR调节器输出的电流基准信号不断累加；当检测到当前已完成计算的需补偿谐波个数j[4..0]等于输入的需补偿谐波种类的总数Sel_K[4..0]时，下一个时钟周期时产生谐波合成完毕信号，将谐波电流基准合成信号输出

进一步结合图12所示，受限于设备的输出能力、BUS电容寿命、IGBT的spike等条件，需要对每次谐波和无功的幅值进行有效值限流，防止设备受损，对于单次谐波有效值限流的运算过程还包括如下：

D1：设定单次最大RMS限流值；

D2：提取的RMS限流值不大于单次最大RMS限流值时，则提取结果不变，作为该次电流谐波RMS限流值进行输出；

D3：提取的RMS限流值大于单次最大RMS限流值时，将原提取电流除以自身的RMS限流值，再乘以给定的最大RMS限流值，令每次的RMS限流值不大于给定的最大RMS值，得出该次电流谐波RMS限流值。

E1：对限流前的无功和各次谐波的提取结果进行单次限流；

E2：将多次提取的单次电流谐波求和；

E3：输出总谐波的RMS限流值；

E4：输出总谐波的peak限流值；

E5：发出限流后的补偿总电流指令；

通过上面步骤，可以保证提取的指令电流波形不会发生改变，且各次谐波(无功)的有效值不会大于给定的最大有效值。

进一步结合图13所示，受限于设备的容量，需要对总谐波有效值进行限流，防止设备受损，对于总谐波有效值限流的运算过程进行描述，上述步骤F的具体步骤包括如下：

F1：设定设备允许输出的最大RMS限流值；

F2：总谐波RMS值不大于设备允许输出的最大RMS限流值时，提取结果不变，作为总谐波RMS值输出；

F3：总谐波RMS值大于设备允许输出的最大RMS限流值时，将原提取电流除以自身的总RMS限流值，再乘以设备允许输出的最大RMS限流值，令每次的RMS限流值不大于给定的最大RMS值，得出该次电流谐波RMS限流值；

F4：总谐波RMS值执行周期为66us。

通过上面步骤，可以保证提取的指令电流波形不会发生改变，且设备输出电流的有效值不会大于给定的最大有效值。

进一步结合图14所示，为防止输出电流peak值过大，在提取的总电流有效值满足的情况下，仍需进行peak限流。由于peak限流把每相的过流部分削平，会造成零序分量，而三相三线不含有零序回路，表示总谐波峰值的运算过程，上述步骤E的具体还包括：

G：将三相电流中每相线路的总谐波RMS限流值与总谐波peak限流值进行比较，削平每相线路的过流部分，得出每相线路的总谐波RMS限流值。

G1：将三相电流中每相线路的总谐波peak限流值依次与总谐波peak限流值进行比较；

G2：每相线路的总谐波peak限流值不大于总谐波peak限流值时，直接作为该相线路的总谐波peak限流值；

G3：任一相线路的总谐波peak限流值大于总谐波peak限流值时，对三相电流进行整合输出，整合输出方式采用如下：

对三相路的每相进行整合后输入，任何瞬间三相电路的总和始终为零，不含零序分量；

G4：总谐波peak限流的执行周期为33us。

进一步结合图15所示，在某些实施例中，为方便调试，设备需要具有谐波源功能，且能构造出Q1P，Q1N，Q1Z，2nd……49th次各种谐波和无功的任意组合，且每次谐波的幅值和初始相角皆可调节，谐波源的调试流程如下：

H：对多条谐波电流进行使能控制，设定每条谐波电流的幅值和相位；

H1：对多条谐波电流进行求和，得出总peak限流值；

H2：增加总输出电流百分比调节，增加总给定电流的peak限流值，进而输出限流后的补偿总电流指令。

考虑到谐波源时发送各次谐波的有效值是可知的，但各次谐波叠加后的peak值组合很多，因此需要增加总的给定电流的peak限流，同时增加了总输出电流百分比调节。

对设定的幅值调节和相角调节的约束条件包括：

幅值的有效范围保持在：0-200％，缺省值为0；

相角的有效范围为：0-2π，缺省值为0；

总输出百分比的有效范围为：0-100％，缺省值为100％。

结合图16所示，在某些实施例中，考虑到采样电路、控制器、数字处理等造成的延时及幅值衰减，为了能更好的补偿负载电流，需要具有设定幅值调节和相位调节的功能，振幅和相位的相应调试流程如下如下：

I：对多条谐波电流进行幅值和相位调节，再进行单次限流；

I1：对多条多条谐波电流进行求和，得出总限流值；

I2：增加总输出电流百分比调节，进而输出限流后的补偿总电流指令。

对设定的幅值调节和相位效果的约束条件包括：

幅值的有效范围为：0-200％，缺省值为补偿典型6脉负载调好的补偿幅值；

相角的有效范围为：0-2π，缺省值为补偿典型6脉负载调好的补偿相角；

总输出百分比的有效范围为：0-100％，缺省值为100％。

将幅值调节其放在单次限流之前，确保单次限流值不会因幅值设定而发生变化。

本发明的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法针对提取到的要补偿的电流指令进行限幅，保证其不能超出设备的最大电流输出能力，防止设备受损，包括对单次谐波有效值限流、总谐波有效值限流、总谐波峰值限流，通过对单次谐波有效值限流可以保证提取的指令电流波形不会发生改变，且各次谐波(无功)的有效值不会大于给定的最大有效值；通过对总谐波有效值限流满足设备输出电流的有效值不会大于给定的最大有效值，更易于满足设备的输出能力、BUS电容寿命、IGBT的spike等条件，防止设备受损，对总谐波峰值限流，可防止输出电流峰值过大，通过峰值限流把每相的过流部分削平，保证任何瞬间三相三线电流总和始终为零，即不带有零序分量。

以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，基于本发明中的实施方式，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围，在不脱离本发明构思的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，其特征在于：至少包括如下步骤：

A：判断线路连接方式为三相三线或三相四线，再判断电流提取方式为无功提取、全谐波提取、单次谐波提取或无功和单次组合谐波提取；

B：在判断线路连接方式为三相三线，谐波提取方式为全谐波或单次谐波提取时，对提取到的的电流谐波进行限流；

C：重复多次周期性的提取单次电流谐波的RMS限流值；

D：比较每次提取的单次电路谐波RMS限流值是否超过设定的单次最大RMS限流值，得出每次电流谐波RMS限流值；

E：将多次提取的单次电流谐波进行求和，得出总谐波RMS限流值和总谐波peak限流值，进而发出限流后的补偿总电流指令；

F：比较总谐波RMS限流值是否超过设备允许输出的最大RMS限流值，得出合理的总谐波RMS限流值；

G：将三相电流中每相线路的总谐波peak限流值与总谐波peak限流值进行比较，削平每相线路的过流部分，得出三相电流的总谐波peak限流值。

2.根据权利要求1所述的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，其特征在于：上述步骤A还包括：

A1：通过瞬时无功算法提取全谐波，滤除有功和基波正序无功，对全谐波中的基波负序无功电流进行提取；

A2：DSP0将采样到的三相负载电流i[R/S/T]经坐标变换到d-q坐标系下；

A3：将d轴上的电流id取一个工频周期的平均值，即负载电流的有功分量i_d-1；

A4：将q轴上的电流iq取一个工频周期的平均值，即负载电流的基波正序无功分量i_q-1；

A5：得出负载电流的谐波分量，即：

i_d-h＝i_d-i_d-1，i_q-h＝i_q-i_q-1。

3.根据权利要求2所述的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，其特征在于：上述瞬时无功算法提取为全谐波，提取后经过一个低通滤波器，谐波补偿全响应时间<1ms，将引起震荡的高次谐波成份滤除掉，即对引起震荡的高次谐波不予补偿。

4.根据权利要求1所述的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，其特征在于：谐波补偿全响应时间：奇次谐波为10ms，偶次谐波为20ms，上述步骤B还包括：

B1：采用滑窗DFT算法提取单次谐波，对单次谐波的基波零序无功电流进行提取；

B2：DSP0将采样到的三相负载电流i[R/S/T]经坐标变换到α-β坐标系下；

B3：将α或β轴上的电流i_α或i_β经DFT算法求出An和Bn；

B4：根据傅立叶级数展开式，即可求出某次谐波分量i_n。

5.根据权利要求1所述的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，其特征在于：上述步骤D还包括：

D1：设定单次最大RMS限流值；

D2：提取的RMS限流值不大于单次最大RMS限流值时，则提取结果不变，作为该次电流谐波RMS限流值进行输出；

D3：提取的RMS限流值大于单次最大RMS限流值时，将原提取电流除以自身的RMS限流值，再乘以给定的最大RMS限流值，令每次的RMS限流值不大于给定的最大RMS值，得出该次电流谐波RMS限流值。

6.根据权利要求1所述的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，其特征在于：上述步骤E还包括：

E1：对限流前的无功和各次谐波的提取结果进行单次限流；

E2：将多次提取的单次电流谐波求和；

E3：输出总谐波的RMS限流值；

E4：输出总谐波的peak限流值；

E5：发出限流后的补偿总电流指令。

7.根据权利要求1所述的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，其特征在于：上述步骤F还包括：

F1：设定设备允许输出的最大RMS限流值；

F2：总谐波RMS值不大于设备允许输出的最大RMS限流值时，提取结果不变，作为总谐波RMS值输出；

F3：总谐波RMS值大于设备允许输出的最大RMS限流值时，将原提取电流除以自身的总RMS限流值，再乘以设备允许输出的最大RMS限流值，令每次的RMS限流值不大于给定的最大RMS值，得出该次电流谐波RMS限流值。

8.根据权利要求1所述的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，其特征在于：上述步骤G还包括：

G1：将三相电流中每相线路的总谐波peak限流值依次与总谐波peak限流值进行比较；

G2：每相线路的总谐波peak限流值不大于总谐波peak限流值时，直接作为该相线路的总谐波peak限流值；

G3：任一相线路的总谐波peak限流值大于总谐波peak限流值时，对三相电流进行整合输出，整合输出方式采用如下：

I′_R＝I_peak

对三相路的每相进行整合后输入，任何瞬间三相电路的总和始终为零，不含零序分量。

9.根据权利要求1所述的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，其特征在于：上述方法还包括：

H：对多条谐波电流进行使能控制，设定每条谐波电流的幅值和相位；

H1：对多条谐波电流进行求和，得出总peak限流值；

H2：增加总输出电流百分比调节，增加总给定电流的peak限流值，进而输出限流后的补偿总电流指令；

其中：对设定的幅值调节和相角调节的约束条件包括如下：

幅值的有效范围保持在：0-200％，缺省值为0；

相角的有效范围为：0-2π，缺省值为0；

总输出百分比的有效范围为：0-100％，缺省值为100％。

10.根据权利要求9所述的有源电力滤波器的谐波提取及限流方法，其特征在于：上述方法还包括：

I：对多条谐波电流进行幅值和相位调节，再进行单次限流；

I1：对多条谐波电流进行求和，得出总限流值；

I2：增加总输出电流百分比调节，进而输出限流后的补偿总电流指令。

其中：对设定的幅值调节和相位效果的约束条件包括如下：

幅值的有效范围为：0-200％，缺省值为补偿典型6脉负载调好的补偿幅值；

相角的有效范围为：0-2π，缺省值为补偿典型6脉负载调好的补偿相角；

总输出百分比的有效范围为：0-100％，缺省值为100％。

Images