器1、直流電容2、交流側濾波電感3、交流電流采樣電路4、直流側電壓采 樣電路5和控制電路6組成。該裝置可W在諧波頻率上模擬出電阻的特性，實現(xiàn)對電力系統(tǒng) 中諧振的抑制。
[0046] 本發(fā)明中的無交流電壓采樣有源諧波電阻，是通過控制變流器1直流電容電壓實 現(xiàn)諧波電阻功能的，其控制策略如圖2:
[0047] 此時，諧波頻段上的等效電阻為：
[0049] 式中；
[0050] Reqi-等效諧波電阻值；
[0化1 ] Kp-電流控制器比例系數(shù)；
[0化2] Udc-變流器直流側電壓值；
[0053] 具體控制流程如下：
[0054] 首先，開機啟動后，控制變流器1交流端口的基波電流，根據(jù)變流器1直流側電容2 電壓的變化趨勢來確定變流器端口基波電壓的角度所在的區(qū)間；
[0055] 然后，根據(jù)已經(jīng)確定的變流器1端口電壓的角度所在的區(qū)間的信息，控制變流器1 端口基波電流和變流器1端口基波電壓的角度差，實現(xiàn)對變流器1直流側電容2電壓的控制；
[0056] 最后，變流器1交流端口所模擬的諧波電阻特性，通過控制變流器1直流側電容2電 壓實現(xiàn)。
[0057] 無交流電壓采樣的有源諧波電阻裝置，實現(xiàn)有源電阻功能的控制方法具體為：
[005引第一步:有源諧波電阻裝置上電開機后，控制電路6封鎖變流器1的脈沖，變流器1 處于不控整流模式；
[0059] 第二步相變流器1直流側電容2電壓穩(wěn)定后，給定基波電流幅值和基波電流相 位控制變流器運行，基波電流相位控制器7根據(jù)變流器直流側電壓變化的情況，判斷給定基 波電流相位和變流器交流側電壓相位的關系。假如變流器直流側電壓上升，則給定的基波 電流相位位于第一或第四象限，如圖3所示，假如變流器直流側電壓下降，則給定的基波電 壓相位位于第二或第=象限，如圖4所示；
[0060] 第=步:將第二步中給定基波電流相位加90°，根據(jù)變流器直流側電壓的變化情況 進一步確定第二步中給定基波電流相位所處的象限。
[0061] (1)當?shù)诙街械幕娏飨辔晃挥诘谝换虻谒南笙迺r，且第=步中給定基波電 流相位增加90°后變流器直流側電壓依然增加的情況，則可W確定第二步中給定基波電流 相位處于第四象限，如圖5所示；
[0062] (2)當?shù)诙街械幕娏飨辔晃挥诘谝换虻谒南笙迺r，且第=步中給定基波電 流相位增加90°后變流器直流側電壓減小的情況，則可W確定第二步中給定基波電流相位 處于第一象限，如圖6所示；
[0063] (3)當?shù)诙街械幕娏飨辔晃挥诘诙虻?象限時，且第=步中給定基波電 流相位增加90°后變流器直流側電壓增加的情況，則可W確定第二步中給定基波電流相位 處于第S象限，如圖7所示；
[0064] (4)當?shù)诙街械幕娏飨辔晃挥诘诙虻?象限時，且第=步中給定基波電 流相位增加90°后變流器直流側電壓依然減小的情況，則可W確定第二步中給定基波電流 相位處于第二象限，如圖8所示。
[0065] 第四步:根據(jù)第=步中確定的第二步中給定基波電流相位，利用基波電流相位控 制器7控制基波電流相位，實現(xiàn)變流器直流側電壓的閉環(huán)控制。
[0066] 第五步:根據(jù)有源諧波電阻的阻值給定，計算變流器直流側電壓給定指令，然后閉 環(huán)控制變流器直流側電壓。最終實現(xiàn)無交流電壓采樣有源諧波電阻功能。
[0067] W上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術實質(zhì)對W上實施例所作的任何簡單修改、變更W及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技 術方案的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1. 一種無交流電壓采樣的有源諧波電阻裝置，其特征在于，包括變流器（1)和控制電路 (6) ;所述的變流器(1)的直流側連接有直流電容(2)及直流側電壓采樣電路(5)，變流器(1) 的交流側連接有交流濾波電感(3)及交流電流采樣電路(4);所述的直流側電壓采樣電路 (5)的輸出端及交流電流采樣電路(4)的輸出端連接控制電路(6);所述的控制電路(6)包括 基波電流相位控制器(7)和電流控制器(8)，控制電路(6)計算得到控制指令，并控制變流器 (1)的直流電容(2)電壓實現(xiàn)諧波電阻功能。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種無交流電壓采樣的有源諧波電阻裝置，其特征在于，所述 的變流器(1)為單相或三相變流器。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種無交流電壓采樣的有源諧波電阻裝置，其特征在于，所述 的控制電路(6)控制變流器(1)的直流電容(2)電壓實現(xiàn)諧波電阻功能的具體控制方法為： 首先，控制電路(6)控制變流器(1)交流端口的基波電流，根據(jù)變流器（1)直流側直流電 容(2)電壓的變化趨勢來確定變流器(1)端口基波電壓的角度所在的區(qū)間； 然后，根據(jù)已經(jīng)確定的變流器（1)端口基波電壓的角度所在的區(qū)間的信息，控制變流器 (1)端口基波電流和基波電壓的角度差，實現(xiàn)對變流器(1)直流側直流電容(2)電壓的控制； 最后，變流器（1)交流端口所模擬的諧波電阻特性，通過控制變流器（1)直流側直流電 容(2)電壓實現(xiàn)。4. 一種基于權利要求1所述的無交流電壓采樣的有源諧波電阻裝置的控制方法，其特 征在于，包括以下步驟： 第一步:有源諧波電阻裝置開機后，控制電路(6)封鎖變流器（1)的脈沖，變流器（1)處 于不控整流模式； 第二步:變流器（1)的直流電容(2)電壓穩(wěn)定后，給定基波電流幅值，基波電流相位控制 器(7)運行，基波電流相位控制器(7)根據(jù)變流器(1)直流側電壓變化的情況，判斷給定基波 電流相位和變流器（1)交流側電壓相位的關系:假如變流（1)直流側電壓上升，則給定的基 波電流相位位于第一或第四象限，假如變流器（1)直流側電壓下降，則給定的基波電壓相位 位于第二或第三象限； 第三步:將第二步中給定基波電流相位加90°，根據(jù)變流器（1)直流側電壓的變化情況 進一步確定第二步中給定基波電流相位所處的象限； 第四步:根據(jù)第三步中確定的第二步中給定基波電流相位，利用基波電流相位控制器 (7) 控制基波電流相位，實現(xiàn)變流器(1)直流側電壓的閉環(huán)控制； 第五步:根據(jù)有源諧波電阻的阻值給定，計算變流器直流側電壓給定指令，然后電流控 制器(8)閉環(huán)控制變流器直流側電壓，最終實現(xiàn)無交流電壓采樣有源諧波電阻功能。5. 根據(jù)權利要求4所述的無交流電壓采樣的有源諧波電阻裝置的控制方法，其特征在 于，第三步具體步驟為： 1) 當?shù)诙街械幕娏飨辔晃挥诘谝换虻谒南笙迺r，且第三步中給定基波電流相位 增加90°后變流器直流側電壓依然增加的情況，則可以確定第二步中給定基波電流相位處 于第四象限； 2) 當?shù)诙街械幕娏飨辔晃挥诘谝换虻谒南笙迺r，且第三步中給定基波電流相位 增加90°后變流器直流側電壓減小的情況，則可以確定第二步中給定基波電流相位處于第 一象限； 3) 當?shù)诙街械幕娏飨辔晃挥诘诙虻谌笙迺r，且第三步中給定基波電流相位 增加90°后變流器直流側電壓增加的情況，則可以確定第二步中給定基波電流相位處于第 三象限； 4) 當?shù)诙街械幕娏飨辔晃挥诘诙虻谌笙迺r，且第三步中給定基波電流相位 增加90°后變流器直流側電壓依然減小的情況，則可以確定第二步中給定基波電流相位處 于第二象限。6.根據(jù)權利要求4所述的無交流電壓采樣的有源諧波電阻裝置的控制方法，其特征在 于，所述的有源諧波電阻的等效電阻為： 式中：Reqi-等效諧波電阻值； KP-電流控制器比例系數(shù)； Udc-變流器直流側電壓值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無交流電壓采樣的有源諧波電阻裝置及方法，有源諧波電阻裝置包括變流器和控制電路；所述的變流器的直流側連接有直流電容及直流側電壓采樣電路，變流器的交流側連接有交流濾波電感及交流電流采樣電路；所述的直流側電壓采樣電路的輸出端及交流電流采樣電路的輸出端連接控制電路；所述的控制電路包括基波電流相位控制器和電流控制器，控制電路計算得到控制指令，并控制變流器的直流電容電壓實現(xiàn)諧波電阻功能。本裝置可以有效降低有源諧波電阻裝置的成本及復雜度，便于有源諧波電阻裝置的推廣使用。
【IPC分類】H02J3/01
【公開號】CN105633961
【申請?zhí)枴緾N201610077166
【發(fā)明人】雷萬鈞, 聶程, 王躍, 陳明鋒, 王華佳
【申請人】西安交通大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年2月3日