一种清除有源滤波器中非选定谐波的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有源滤波器技术领域，尤其是指一种清除有源滤波器中非选定谐波的 方法。
【背景技术】
[0002] 今天，随着现代工业技术的发展和精密电子设备的广泛应用，电力系统污染与电 能质量问题日益突出，一方面，谐波污染情况随着非线性负载的增加而不断恶化，另一方 面，电力用户对于电能质量提出越来越高的要求，谐波等电力系统污染的治理显得越来越 重要。
[0003] 随着电力电子器件容量的增加和成本的降低，采用多功能有源滤波器的可行性和 方便性逐步体现出来。对谐波提取的需求逐渐转移到对指定频率进行选频滤波、避免谐振、 与无源滤波器配合，以及某些算法的特定需求上来。
[0004] 在现有的有源滤波器中，由于RDFT选频滤波器作为FIR滤波器在零状态启动时， 具有一个工频周期的暂态过程，在之后系统选定谐波电流的衰减过程中，同样存在暂态过 程。在这些的暂态过程中，滤波器的输入信号不是周期信号，因而从频域分析角度看含有大 量的非整次谐波。当系统逐渐进入稳态后，这些非周期信号驻留在重复控制缓冲器中，并由 重复控制器周期性重复发出，其中的非整次谐波也就转变为整次谐波，包括大量选定频率 以外的谐波信号。由于这些非选定频率的电流在动态过程完成后，作为非选定频率的整次 谐波再次经过RDFT选频滤波器时，将被阻塞，因而重复控制累加器中的这些非选定频率的 电流将永远驻留下去，并作为有源滤波器的输出电流对电力系统进行污染。
[0005] 在实际的电力系统中，负荷电流的幅值和相位将根据用户的投切操作经常发生变 化，因而在这些变化的动态过程中，将不断有非选定频率的信号驻留在重复控制累加器中， 严重影响有源滤波器的补偿效果。
【发明内容】
[0006] 为了克服有源滤波器的重复控制器与RDFT选频滤波器配合使用时，将出现非选 定谐波驻留重复控制缓冲区的问题，本发明提供一种能够清除有源滤波器中非选定谐波的 方法，所采用的技术方案是：
[0007] -种清除有源滤波器中非选定谐波的方法，包括谐波提取步骤，即从误差电流中 提取需要补偿的基波和谐波分量。重复控制步骤，即通过重复控制累加器对所述谐波提取 的结果，进行稳态无差的追踪控制。辅助控制步骤，即定期清除驻留在所述重复控制累加器 中的选频范围以外的谐波。
[0008] 所述辅助控制步骤忽略输入信号，直接对所述重复控制累加器中的缓冲区进行 RDFT选频滤波，滤波结果存入一个新的缓冲区Bufl，同时送入PWM发生机构后输出到外围 物理系统，当所述辅助控制步骤结束时，将Bufl的内容整体复制到所述重复控制累加器的 缓冲区BufO覆盖原值。
[0009] 所述重复控制步骤和辅助控制步骤交替应用。
[0010] 进一步地，所述重复控制步骤每次应用Krap个工频周期（KZ+)，所述辅助控制 步骤每次应用1个工频周期，重复控制步骤的工频周期个数可以根据实际情况进行确定， 从而兼顾了工作效率和清除效果的问题。
[0011] 进一步地，所述谐波提取步骤采用FIR滤波器实现，此滤波器可以对整次谐波方 便、灵活地设置滤波器增益和相移。
[0012] 进一步地，所述重复控制累加器采用积分型重复控制器、比例-积分型重复控制 器或直通型重复控制器中的一种。
[0013] 进一步地，所述的FIR滤波器为RDFT组合选频滤波器，所述的RDFT组合选频滤波 器选择3次谐波算法表示为：
[0014]
[0015] N为FIR滤波器的阶数；
[0016] F(z)为RDFT组合选频滤波器的传递函数；
[0017]
[0018] 其中，负荷电流iL表示为：
[0019]
[0020] 其中，系统电压V"表示为：
[0021] Vs=Vmsin(wt)
[0022] 其中，VM为接入点电压。
[0023] 进一步的，所述FIR滤波器的FIR系数由一个或多个RDFT单谐选频滤波器的系数 加和而成，此滤波器不存在干扰和误差积累问题。
[0024] 进一步的，所述的RDFT组合选频滤波器的选频范围：r= {1，2，…，25}。
[0025] 进一步的，所述的RDFT组合选频滤波器的增益：Jk= 0. 2,kGr，r为RDFT组 合选频滤波器的选频范围。
[0026] 进一步的，所述的RDFT组合选频滤波器的延时补偿系数：实测最优补偿系数，各 次谐波从2. 4到5. 0不等。
[0027] 本发明的有益效果是：
[0028] 有源滤波器的重复控制器与RDFT选频滤波器配合使用时，将出现非选定频率信 号驻留重复控制缓冲区的问题。针对此问题，本清除有源滤波器中非选定谐波的方法设计 了辅助控制步骤，并提出了辅助控制步骤与重复控制步骤交替应用的控制方法，此方法可 以完全解决非选定频率信号驻留重复控制缓冲区的问题，从而可以避免有源滤波器的输出 电流对电力系统进行新的污染。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明一种清除有源滤波器中非选定谐波的方法的工作原理图；
[0030] 图2是本发明一种清除有源滤波器中非选定谐波的方法中辅助控制步骤的工作 原理图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明，其中所有附图中相同 的标号代表相同或类似的部件，说明书中的附图为简化形式，仅供理解本发明的具体结构。 以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能限制本发明的保护范围。
[0032] 本发明公开了一种清除有源滤波器中非选定谐波的方法，以下结合附图对本发明 实施进行说明。
[0033] 如图1所示，一种清除有源滤波器中非选定谐波的方法，包括谐波提取、重复控 制、辅助环节和PWM发生机构，谐波提取从误差电流中提取需要补偿的基波和谐波分量，重 复控制对提取出的部分进行稳态无差的追踪控制，辅助环节针对重复控制与谐波提取配合 过程中存在的非选定谐波问题，辅助环节定期清除驻留在重复控制的选频范围以外的谐 波；
[0034] 所述的重复控制和辅助环节交替应用，重复控制每次应用K"p个工频周期 (KrapG Z+)，辅助环节每次应用1个工频周期；
[0035] 所述谐波提取为FIR滤波器，所述的FIR滤波器为RDFT组合选频滤波器，R