CN113541144B 基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方法 （辽宁荣信电力电子技术有限公司）

基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波本发明提供一种基于谐波虚拟电阻技术的入基于电力电子功率器件的有源型谐波治理装和并联电容支路的等效参数分析确定谐波谐振波虚拟电阻控制方法和电压源型电力电子变流源型电网谐波谐振抑制装置谐波等效阻抗的有对基于电力电子功率器件的有源型电网谐波谐2步骤一、首先在电网公共连接点处加入基于电力电子步骤二、再根据电力系统等效连接阻抗参数和并联步骤三、最后通过谐波虚拟电阻控制方法和电压源型对基于电力电子功率器件的有源型电网谐波谐振抑制装置谐波等效阻抗的有在加入基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置的电网系统谐波等效当电容支路接入电网公共连接点后，电网系统在公共连接点处的谐波电压值如式1所由于负载谐波等效阻抗值XLoad的数值远高于电网系统谐波等效阻抗值和电容支路谐波术的有源型电网谐波谐振抑制装置后电网公共连接点处的谐波电压值如式3所示，考虑电3术的有源型电网谐波谐振抑制装置的谐波等效电阻RV应满足式82.根据权利要求1所述的一种基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方3.根据权利要求1所述的一种基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方有源型电网谐波谐振抑制装置谐波等效阻抗始终为纯电阻且等效电阻值始终与谐振抑制4.根据权利要求3所述的一种基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方1)电网电压采样值V_grid通过锁相环锁相得到电网电压相位值θ；三相功率阀组各单元直流电压值Vdc_A1至Vdc_CN通过平均值运算得到单元直流电压平均值vi,与单元直流电压给定值Vdc*进行PI闭环控制得到基波有功电流指2)电网电压V_grid与锁相环输出的电网电压相位值θ经Park变换后得到电网电压前馈3)谐振抑制装置输出电流采样值I_APF根据电网电压相位值θ进行PARK变换得到谐振抑制装置在DQ同步旋转坐标下的D轴分量IdAPF和Q轴分量IqAPF，与基波电流D轴给定值Id*和q*进行PI闭环控制运算，并结合电网电压前馈分量Vdgrid得到谐振抑制装置输出控制信号4)谐振抑制装置输出控制信号VdAPF*和VqAPF*结合电网电压相位值θ经逆Park变换得到谐45)通过对电网电压信号V_grid和谐振抑制装置输出电流I_APF结合电网电压相位值进行θ进行谐波PARK变换得到谐波同步旋转坐标下的电网电压谐波分量Vhdgrid和Vhqgrid，谐振抑制装置输出电流谐波分量IhdAPF和IhqAPF，由Vhdgrid和Vhqgrid及谐振抑制装置谐波虚拟电阻其中的第1)-4)条涉及电压源型电力电子变流器控制方法，第5)条涉及谐波虚拟电阻5.应用权利要求1所述的一种基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方法端的旁路接触器或断路器KAPF；通过谐波虚拟电阻控制方法和电压源型电力电子变流器控制方法对功率阀组GAPF进行控制，实现有源型电网谐波谐振抑制装置谐波等效阻抗的有效56[0010]步骤三、最后通过谐波虚拟电阻控制方法和电压源型电实现对基于电力电子功率器件的有源型电网谐波谐振抑制装置谐波[0013]在加入基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置的电网系统谐波[0017]由于负载谐波等效阻抗值XLoad的数值远高于电网系统谐波等效阻抗值和电容支虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置后电网公共连接点处的谐波电压值如式3所7电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置的谐波等效电阻RV应满足式件的有源型电网谐波谐振抑制装置谐波等效阻抗始终为纯电阻且等效电阻值始终与谐振[0028]1)电网电压采样值V_grid通过锁相环锁相得到电网电压相位值θ；三相功率阀组各单元直流电压值Vdc_A1至Vdc_CN通过平均值运算得到单元直流电压平均值vi,与单元直流[0029]2)电网电压V_grid与锁相环输出的电网电压相位值θ经Park变换后得到电网电压[0030]3)谐振抑制装置输出电流采样值I_APF根据电网电压相位值θ进行PARK变换得到谐振抑制装置在DQ同步旋转坐标下的D轴分量IdAPF和Q轴分量IqAPF，与基波电流D轴给定值d*和Iq*进行PI闭环控制运算，并结合电网电压前馈分量Vdgrid得到谐振抑制装置输出控制[0031]4)谐振抑制装置输出控制信号VdAPF*和VqAPF*结合电网电压相位值θ经逆Park变换[0032]5)通过对电网电压信号V_grid和谐振抑制装置输出电流I_APF结合电网电压相位值进行θ进行谐波PARK变换可得谐波同步旋转坐标下的电网电压谐波分量Vhdgrid和Vhqgrid，谐振抑制装置输出电流谐波分量IhdAPF和IhqAPF，由Vhdgrid和Vhqgrid及谐振抑制装置谐波虚拟8[0033]其中的第1)-4)条涉及电压源型电力电子变流器控制方法，第5)条涉及谐波虚拟[0034]应用所述的一种基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方法的有源控制技术使基于电力电子功率器件的有源型谐波治理装置电气特性与纯电阻特性完全相[0039]基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方法及装置是通过虚拟电阻于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置则只需在控制上改变谐波控制频率[0041]基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方法及装置对谐振频率谐波[0043]基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方法及装置是通过基于电力电子功率器件的有源型谐波治理装置硬件实现的，与传统无源型谐波谐振抑制装置相比，9[0045]基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方法及装置在运行的过程中[0047]基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制方法及装置采用谐波虚拟电谐振抑制功能，而基于电力电子功率器件的有源型谐波治理装置与静止无功发生器(SVG)[0048]图1为本发明的基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置电气连接[0049]图2为未加入基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置时系统谐波[0050]图3为加入基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置时系统谐波等[0056]步骤三、最后通过谐波虚拟电阻控制方法和电压源型电实现对基于电力电子功率器件的有源型电网谐波谐振抑制装置谐波[0057]最终即可通过基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置实现对电[0060]图1是基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置电气连接图，交流载支路1为用电负荷或发电厂站，但其供电线路包括一段长距离高压电缆线路导致该支路[0062]未加入基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置时系统谐波等效相等或相近时，公共连接点处的谐波电压值U"会远大于电网系统背景谐波电压值U;,系统出现了谐波谐振放大的情况，公共连接点处电网电压谐波很可能超过电网相关标准要路谐波等效阻抗值XC相等或相近的谐波频率称为系统谐ZLoad负载支路、谐振抑制装置等效虚拟电阻RV三路并联构成了公共连接点后端的谐波等效[0068]如图3所示，其中RV为基于谐波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置的共连接点处的谐波电压值如式4所示，由之前分析可知负载支路谐波等效阻抗ZLoad数值非电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置的谐波等效电阻设计应满足式1图4所示的谐波控制算法对基于电力电子功率器件的有源型电网谐波谐振抑制装置进行谐置谐波等效阻抗始终为纯电阻且等效电阻值始终与谐振抑制设计的谐波等效电阻值相等，则基于电力电子功率器件的有源型电网谐波谐振抑制装置在外特性上就与等效电路中的波虚拟电阻技术的有源型电网谐波谐振抑制装置即可实现对电网公共连接点处谐波谐振[0081]1)电网电压采样值V_grid通过锁相环锁相得到电网电压相位值θ；三相功率阀组平均值运算得到单元直流电压平均值与单元直流电压给定值Vdc*进行PI闭环控制得到[0082]2)电网电压V_grid与锁相环输出的电网电压相位值θ经Park变换后得到电网电压[0083]3)谐振抑制装置输出电流采样值I_APF根据电网电压相位值θ进行PARK变换得到谐振抑制装置在DQ同步旋转坐标下的D轴分量IdAPF和Q轴分量IqAPF，与基波电流D轴给定值d*和Iq*进行PI闭环控制运算，并结合电网电压前馈分量Vdgrid得到谐振抑制装置输出控制[0084]4)谐振抑制装置输出控制信号VdAPF*和VqAPF*结合电网电压相位值θ经逆Park变换[0085]5)通过对电网电压信号V_grid和谐振抑制装置输出电流I_APF结合电网电压相位值进行θ进行谐波PARK变换可得谐波同步旋转坐标下