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應用于有源電力濾波器中的相位提取方法
【專利摘要】本發明公開了一種應用于有源電力濾波器中的相位提取方法，將三相電壓轉換到靜止的坐標系，然后從靜止的坐標系轉換到與三相電壓同步旋轉的坐標系，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，再經過非線性的PI調節器控制后輸出誤差信號，再與理論的角頻率相加后得到實際角頻率。本發明針對三相電壓發生不平衡或電壓發生突變時，可快速準確的對相位進行提取，能夠很好地滿足有源電力濾波器對諧波檢測高精度和實時性的要求。
【專利說明】應用于有源電力濾波器中的相位提取方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種應用在有源電力濾波器中的新型相位提取技術，屬于電力電子【技術領域】。

【背景技術】
[0002]有源濾波器作為一種新型的諧波和無功補償裝置，能有效抑制諧波污染，平衡負載電流，具有優良的動、靜態性能以及對電網負載參數變化的自適應能力，在諧波補償中具有很強的發展潛力。而有源電力濾波器能夠正常工作的前提就是能夠準確實時的獲取系統的相位信息，相位的提取主要采用的是鎖相環技術，但是常規的鎖相環在系統電壓發生突變或三相電壓不平衡時，極易出現相位提取精度差跟蹤速度慢的缺點，因此基于這種現狀提出了一種新型的鎖相環技術來進行改進。
[0003]鎖相環(PLL)主要是為有源電力濾波器(APF)提供快速、穩定、高精度的同步信號，這樣APF才能快速穩定實時的消除系統的諧波電流。因此鎖相環的精度將直接影響控制系統的精確度，是APF控制系統的重要環節。鎖相環的方式選擇上，傳統的方式有采用硬件的模擬鎖相環，計算α β坐標的開環鎖相環、采用傅里葉分解的鎖相環，但這些鎖相環在電壓突變或三相系統不平衡時都存在鎖相速度慢，精度低的特點，其動靜態特性差，誤差大。即使在電壓不平衡條件下為了抑制負序電壓所采取的dq鎖相環，其PI參數一般是以10Hz分量為衰減系數設計的，因此也存在響應速度慢的特點。


【發明內容】

[0004]本發明的主要目的在于解決APF在系統發生電壓突變或三相電壓不平衡時存在的相位提取缺陷，提供一種以可變增益的PI控制器為基礎的新型相位提取技術，使有源電力濾波器的實用性更強，其所采取的技術方案為:
該相位提取方法包括以下步驟:
(1)對電網的三相電壓進行實時采集，并將采集到的實際電壓信號歸一化為:

【權利要求】
1.應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)對電網的三相電壓進行實時采集，并將采集到的實際電壓信號歸一化為:
式中礦力理想相位；
(2)將采集到電網的三相電壓進行Clark變換，即將三相電壓矢量由abc坐標投影到直角坐標系α β上: 變換方法為I =式中，^ = [um up\ , 為靜止坐標變換矩陣
(3)將變換后的電壓矢量&，進行Park變換； 實現步驟為將直角坐標系I, %投影到同步旋轉坐標系dq坐標系下，變換方法如下:~式中，= [^ ^『，^是同步旋轉坐標變換矩陣
，經過公式L.、= Ts - U辱計算后，Ue = Sidff -沒)，由于巧分量非常微小，可以將υΛ = SiK# —fl)線性為: Ui = Siii0 -Θ)^.&-Θ=Κ\ (4)對計算所得的微小分量Δ進行PI控制，本次采用了一種新型的PI控制模型，這種新型PI控制器的數學模型為:Α? =- eM + 4-(^,(?)^epCf，其中^為上面計算所得的微小分量Δ，輸出量y為所提取電壓的角頻率? ； (5)PI控制模型中有兩個比例控制系數，分別為七，弋，其中比例增益參數弋的數學模型為:
積分增益參數之的數學模型為:
由于弋，Jci會隨著參數^的變化而變化，因此在PI控制器控制提取角頻率?的時候可以根據&的變化來快速的響應，從而滿足動態響應特性； (6)得到角頻家?后，通過對?進行積分，從而得到相角Θ，實現相位提取功能。
【文檔編號】G01R25/00GK104076204SQ201410357826
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】樊得平, 馮麗, 宋岳文, 劉春樂, 屈諦 申請人:山東泰開電力電子有限公司