應(yīng)用于有源電力濾波器中的相位提取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于有源電力濾波器中的相位提取方法，將三相電壓轉(zhuǎn)換到靜止的坐標(biāo)系，然后從靜止的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到與三相電壓同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系，得到交流電壓的直流分量，直流分量為零，將與參考值相比較，得到誤差信號(hào)，再經(jīng)過(guò)非線性的PI調(diào)節(jié)器控制后輸出誤差信號(hào)，再與理論的角頻率相加后得到實(shí)際角頻率。本發(fā)明針對(duì)三相電壓發(fā)生不平衡或電壓發(fā)生突變時(shí)，可快速準(zhǔn)確的對(duì)相位進(jìn)行提取，能夠很好地滿足有源電力濾波器對(duì)諧波檢測(cè)高精度和實(shí)時(shí)性的要求。
【專利說(shuō)明】應(yīng)用于有源電力濾波器中的相位提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用在有源電力濾波器中的新型相位提取技術(shù)，屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]有源濾波器作為一種新型的諧波和無(wú)功補(bǔ)償裝置，能有效抑制諧波污染，平衡負(fù)載電流，具有優(yōu)良的動(dòng)、靜態(tài)性能以及對(duì)電網(wǎng)負(fù)載參數(shù)變化的自適應(yīng)能力，在諧波補(bǔ)償中具有很強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?。而有源電力濾波器能夠正常工作的前提就是能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的獲取系統(tǒng)的相位信息，相位的提取主要采用的是鎖相環(huán)技術(shù)，但是常規(guī)的鎖相環(huán)在系統(tǒng)電壓發(fā)生突變或三相電壓不平衡時(shí)，極易出現(xiàn)相位提取精度差跟蹤速度慢的缺點(diǎn)，因此基于這種現(xiàn)狀提出了一種新型的鎖相環(huán)技術(shù)來(lái)進(jìn)行改進(jìn)。
[0003]鎖相環(huán)(PLL)主要是為有源電力濾波器(APF)提供快速、穩(wěn)定、高精度的同步信號(hào)，這樣APF才能快速穩(wěn)定實(shí)時(shí)的消除系統(tǒng)的諧波電流。因此鎖相環(huán)的精度將直接影響控制系統(tǒng)的精確度，是APF控制系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。鎖相環(huán)的方式選擇上，傳統(tǒng)的方式有采用硬件的模擬鎖相環(huán)，計(jì)算α β坐標(biāo)的開環(huán)鎖相環(huán)、采用傅里葉分解的鎖相環(huán)，但這些鎖相環(huán)在電壓突變或三相系統(tǒng)不平衡時(shí)都存在鎖相速度慢，精度低的特點(diǎn)，其動(dòng)靜態(tài)特性差，誤差大。即使在電壓不平衡條件下為了抑制負(fù)序電壓所采取的dq鎖相環(huán)，其PI參數(shù)一般是以10Hz分量為衰減系數(shù)設(shè)計(jì)的，因此也存在響應(yīng)速度慢的特點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的主要目的在于解決APF在系統(tǒng)發(fā)生電壓突變或三相電壓不平衡時(shí)存在的相位提取缺陷，提供一種以可變?cè)鲆娴腜I控制器為基礎(chǔ)的新型相位提取技術(shù)，使有源電力濾波器的實(shí)用性更強(qiáng)，其所采取的技術(shù)方案為:
該相位提取方法包括以下步驟:
(1)對(duì)電網(wǎng)的三相電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將采集到的實(shí)際電壓信號(hào)歸一化為:
【權(quán)利要求】
1.應(yīng)用于有源電力濾波器中的相位提取方法，其特征在于包括以下步驟: (1)對(duì)電網(wǎng)的三相電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將采集到的實(shí)際電壓信號(hào)歸一化為:
式中礦力理想相位；
(2)將采集到電網(wǎng)的三相電壓進(jìn)行Clark變換，即將三相電壓矢量由abc坐標(biāo)投影到直角坐標(biāo)系α β上: 變換方法為I =式中，^ = [um up\ , 為靜止坐標(biāo)變換矩陣
(3)將變換后的電壓矢量&，進(jìn)行Park變換； 實(shí)現(xiàn)步驟為將直角坐標(biāo)系I, %投影到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系dq坐標(biāo)系下，變換方法如下:~式中，= [^ ^『，^是同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換矩陣
，經(jīng)過(guò)公式L.、= Ts - U辱計(jì)算后，Ue = Sidff -沒(méi))，由于巧分量非常微小，可以將υΛ = SiK# —fl)線性為: Ui = Siii0 -Θ)^.&-Θ=Κ\ (4)對(duì)計(jì)算所得的微小分量Δ進(jìn)行PI控制，本次采用了一種新型的PI控制模型，這種新型PI控制器的數(shù)學(xué)模型為:Α? =- eM + 4-(^,(?)^epCf，其中^為上面計(jì)算所得的微小分量Δ，輸出量y為所提取電壓的角頻率? ； (5)PI控制模型中有兩個(gè)比例控制系數(shù)，分別為七，弋，其中比例增益參數(shù)弋的數(shù)學(xué)模型為:
積分增益參數(shù)之的數(shù)學(xué)模型為:
由于弋，Jci會(huì)隨著參數(shù)^的變化而變化，因此在PI控制器控制提取角頻率?的時(shí)候可以根據(jù)&的變化來(lái)快速的響應(yīng)，從而滿足動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性； (6)得到角頻家?后，通過(guò)對(duì)?進(jìn)行積分，從而得到相角Θ，實(shí)現(xiàn)相位提取功能。
【文檔編號(hào)】G01R25/00GK104076204SQ201410357826
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】樊得平, 馮麗, 宋岳文, 劉春樂(lè), 屈諦 申請(qǐng)人:山東泰開電力電子有限公司
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