应用于有源电力滤波器中的相位提取方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于有源电力滤波器中的相位提取方法，将三相电压转换到静止的坐标系，然后从静止的坐标系转换到与三相电压同步旋转的坐标系，得到交流电压的直流分量，直流分量为零，将与参考值相比较，得到误差信号，再经过非线性的PI调节器控制后输出误差信号，再与理论的角频率相加后得到实际角频率。本发明针对三相电压发生不平衡或电压发生突变时，可快速准确的对相位进行提取，能够很好地满足有源电力滤波器对谐波检测高精度和实时性的要求。
【专利说明】应用于有源电力滤波器中的相位提取方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用在有源电力滤波器中的新型相位提取技术，属于电力电子【技术领域】。

【背景技术】
[0002]有源滤波器作为一种新型的谐波和无功补偿装置，能有效抑制谐波污染，平衡负载电流，具有优良的动、静态性能以及对电网负载参数变化的自适应能力，在谐波补偿中具有很强的发展潜力。而有源电力滤波器能够正常工作的前提就是能够准确实时的获取系统的相位信息，相位的提取主要采用的是锁相环技术，但是常规的锁相环在系统电压发生突变或三相电压不平衡时，极易出现相位提取精度差跟踪速度慢的缺点，因此基于这种现状提出了一种新型的锁相环技术来进行改进。
[0003]锁相环(PLL)主要是为有源电力滤波器(APF)提供快速、稳定、高精度的同步信号，这样APF才能快速稳定实时的消除系统的谐波电流。因此锁相环的精度将直接影响控制系统的精确度，是APF控制系统的重要环节。锁相环的方式选择上，传统的方式有采用硬件的模拟锁相环，计算α β坐标的开环锁相环、采用傅里叶分解的锁相环，但这些锁相环在电压突变或三相系统不平衡时都存在锁相速度慢，精度低的特点，其动静态特性差，误差大。即使在电压不平衡条件下为了抑制负序电压所采取的dq锁相环，其PI参数一般是以10Hz分量为衰减系数设计的，因此也存在响应速度慢的特点。


【发明内容】

[0004]本发明的主要目的在于解决APF在系统发生电压突变或三相电压不平衡时存在的相位提取缺陷，提供一种以可变增益的PI控制器为基础的新型相位提取技术，使有源电力滤波器的实用性更强，其所采取的技术方案为:
该相位提取方法包括以下步骤:
(1)对电网的三相电压进行实时采集，并将采集到的实际电压信号归一化为:

【权利要求】
1.应用于有源电力滤波器中的相位提取方法，其特征在于包括以下步骤: (1)对电网的三相电压进行实时采集，并将采集到的实际电压信号归一化为:
式中矿力理想相位；
(2)将采集到电网的三相电压进行Clark变换，即将三相电压矢量由abc坐标投影到直角坐标系α β上: 变换方法为I =式中，^ = [um up\ , 为静止坐标变换矩阵
(3)将变换后的电压矢量&，进行Park变换； 实现步骤为将直角坐标系I, %投影到同步旋转坐标系dq坐标系下，变换方法如下:~式中，= [^ ^『，^是同步旋转坐标变换矩阵
，经过公式L.、= Ts - U辱计算后，Ue = Sidff -沒)，由于巧分量非常微小，可以将υΛ = SiK# —fl)线性为: Ui = Siii0 -Θ)^.&-Θ=Κ\ (4)对计算所得的微小分量Δ进行PI控制，本次采用了一种新型的PI控制模型，这种新型PI控制器的数学模型为:Α? =- eM + 4-(^,(?)^epCf，其中^为上面计算所得的微小分量Δ，输出量y为所提取电压的角频率? ； (5)PI控制模型中有两个比例控制系数，分别为七，弋，其中比例增益参数弋的数学模型为:
积分增益参数之的数学模型为:
由于弋，Jci会随着参数^的变化而变化，因此在PI控制器控制提取角频率?的时候可以根据&的变化来快速的响应，从而满足动态响应特性； (6)得到角频家?后，通过对?进行积分，从而得到相角Θ，实现相位提取功能。
【文档编号】G01R25/00GK104076204SQ201410357826
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】樊得平, 冯丽, 宋岳文, 刘春乐, 屈谛 申请人:山东泰开电力电子有限公司