本發(fā)明涉及諧波治理領(lǐng)域，具體是針對(duì)抑制二次諧波及其周邊間諧波的混合有源濾波裝置的控制策略。

背景技術(shù)：

隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代電力裝置的負(fù)荷特性及運(yùn)行模式更加復(fù)雜化。一些非線性、沖擊性以及不平衡負(fù)荷如大型電弧爐、軋鋼機(jī)等設(shè)備往往要實(shí)現(xiàn)電壓、電流的快速變化，這樣的運(yùn)行方式將直接導(dǎo)致變流器晶閘管觸發(fā)角不對(duì)稱、整流器交流系統(tǒng)電流幅值及相位的快速變化、整流變壓器直流偏磁和交、直流網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)諧波耦合等，通常會(huì)激發(fā)交流側(cè)的低次諧波諧振，如形成較大的2次諧波及其周邊間諧波。國標(biāo)GB/T14549-1993《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》明確規(guī)定了公共電網(wǎng)的2次諧波電壓限值和注入公共連接點(diǎn)的2次諧波電流允許值，這種低次諧波諧振對(duì)容量較小的電網(wǎng)系統(tǒng)影響更為嚴(yán)重。同時(shí)，二次諧波電流會(huì)增加輸電線路、變壓器以及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的損耗，影響電力電容器的正常工作以及造成繼電保護(hù)裝置動(dòng)作紊亂和加大電氣測量誤差等多方面的危害。

由有源濾波器(APF)和無源濾波器組(PF)相配合的混合有源濾波裝置在業(yè)內(nèi)已經(jīng)有了一定的應(yīng)用。它的優(yōu)勢是可以有效的利用無源濾波器和有源濾波裝置的特點(diǎn)，在濾波器容量大小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)和調(diào)節(jié)帶寬之間形成一個(gè)平衡。無源濾波器的優(yōu)點(diǎn)是可以為系統(tǒng)提供無功補(bǔ)償和抑制某次諧波，并且維護(hù)方便、運(yùn)行穩(wěn)定；其缺點(diǎn)是無法濾除較寬的連續(xù)頻段諧波，并且不可避免的造成旁瓣放大。有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)是可以動(dòng)態(tài)抑制諧波和補(bǔ)償無功且響應(yīng)速度快、有效避免電路諧振等；其缺點(diǎn)是受限于目前全控型電力電子開關(guān)的電壓電流水平，大容量有源濾波器成本很高而且控制復(fù)雜。

因此有必要提出一種合適的控制策略，有效的配合有源濾波器和無源濾波器組從而達(dá)到濾除2次諧波以其周邊間諧波的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種針對(duì)抑制二次諧波及其周邊間諧波的混合有源濾波裝置的控制策略。本發(fā)明的控制策略具體指的是選擇合適的控制目標(biāo)(如以負(fù)載諧波電流源、濾波支路電流，電網(wǎng)側(cè)諧波電流或這些指標(biāo)的組合)將有源濾波器控制為受控電壓源或受控電流源，而不僅僅是狹義的逆變器的控制方法，因?yàn)榍罢吒嗟臎Q定著整個(gè)系統(tǒng)的濾波效果和穩(wěn)定性，而后者更多的是提高控制精度。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案是:

一種基于二次諧波混合有源濾波裝置的控制策略，其特征在于：通過分析各種不同控制策略對(duì)電路的影響初擬可選控制策略、衡量選定控制策略下的系統(tǒng)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能、引入控制校正環(huán)節(jié)、優(yōu)化控制策略、校核系統(tǒng)阻抗頻率特性和電流放大曲線、驗(yàn)證系統(tǒng)的濾波效果來確定控制策略，具體如下：

(1)通過分析各種不同控制策略對(duì)電路的影響初擬可選控制策略,的具體過程如下：

1)、基于抑制二次諧波及其周邊間諧波的混合有源濾波電路特征，分析各種不同控制策略對(duì)電路的影響；

2)、分析在基于二次諧波及其周邊間諧波的混合有源濾波裝置中存在的多種諧波檢測點(diǎn)及組合運(yùn)算檢測點(diǎn)，具體包括檢測負(fù)載諧波源電流、檢測電網(wǎng)母線處諧波電流、電網(wǎng)母線處諧波電壓及檢測濾波支路電流單一或組合運(yùn)算檢測點(diǎn)；

3)、在明確理想情況下將有源濾波器控制為受控電流源還是電壓源的基礎(chǔ)上，并結(jié)合上述檢測點(diǎn)做整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)衡量穩(wěn)態(tài)下不同控制策略對(duì)電路的不同影響，考察混合有源濾波裝置的整體濾波效果，在此基礎(chǔ)上初步確定基于二次諧波及其周邊間諧波的混合有源濾波裝置的控制策略；

4)、分析初步確定的不同控制策略對(duì)電路影響核心是計(jì)算系統(tǒng)閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)，從轉(zhuǎn)移函數(shù)中分析參變量對(duì)電路整體濾波效果的影響，具體包括以下步驟：

(a)根據(jù)負(fù)載諧波電流源進(jìn)行控制，將有源逆變器控制為受控電流源，即I_APF＝K*I_lh，其中，I_lh為負(fù)載諧波源的總電流，K為比例系數(shù)，I_APF為有源電力濾波器理想輸出電流；以電網(wǎng)側(cè)背景諧波電壓和負(fù)載諧波電流源作為輸入量，電網(wǎng)側(cè)的諧波電流值為輸出量，則整個(gè)電路的閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

$I_{sh}=\frac{U_{sh}(\frac{1}{Z_a}+\frac{Z_{cc}+Z_a}{Z_a{Z}_{fq}})+\frac{I_{lh}(Z_{cc}+Z_a+{\mathrm{KZ}}_a)}{Z_a}}{\frac{Z_{cc}+Z_a+Z_s}{Z_a}+\frac{Z_s(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a{Z}_{fq}}}$

其中，I_sh為電網(wǎng)側(cè)的諧波電流，U_sh電網(wǎng)側(cè)的背景諧波電壓，I_lh為負(fù)載諧波源電流，Z_a為與有源逆變器并聯(lián)的基波諧振支路的總阻抗，Z_fq為除注入支路外所有無源支路的總阻抗，Z_s為電網(wǎng)阻抗；

由上式可知，當(dāng)K值增大時(shí)，電網(wǎng)處諧波電流不會(huì)減小，當(dāng)各阻抗一定時(shí)，電路沒有對(duì)電網(wǎng)諧波電流調(diào)節(jié)的作用，可知此控制策略并不適用于本電路；

(b)根據(jù)電網(wǎng)諧波電流進(jìn)行控制，將有源逆變器控制為受控電流源，即I_APF＝K*I_sh，輸入輸出量保持不變，則整個(gè)電路閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

$I_{sh}=\frac{U_{sh}(\frac{1}{Z_a}+\frac{Z_{cc}+Z_a}{Z_a{Z}_{fq}})+\frac{I_{lh}(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a}}{\frac{Z_{cc}+Z_a+Z_s-{\mathrm{KZ}}_a}{Z_a}+\frac{Z_s(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a{Z}_{fq}}}$

由此公式可以看出，當(dāng)K值增大時(shí)，整個(gè)電路網(wǎng)側(cè)的諧波電流值會(huì)有抑制的效果，因此此控制策略暫時(shí)可以考慮；

(c)根據(jù)電網(wǎng)諧波電壓進(jìn)行控制I_APF＝K*U_sh，將有源逆變器控制為受控電流源，整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

$I_{sh}=\frac{U_{sh}(\frac{{\mathrm{KZ}}_a+1}{Z_a}+\frac{Z_{cc}+Z_a}{Z_a{Z}_{fq}})+\frac{I_{lh}(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a}}{\frac{Z_{cc}+Z_a+Z_s}{Z_a}+\frac{Z_s(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a{Z}_{fq}}}$

由此公式可以看出，當(dāng)K值增大時(shí)，電網(wǎng)背景諧波被放大，而且對(duì)負(fù)載諧波電流也沒有抑制作用；

(d)如將有源逆變器控制為受控電壓源，由于有源濾波器并聯(lián)在基波諧振支路的兩端，然有源濾波器不可能做到完全不含有基波分量，即使一個(gè)很小的基波電流分量也可能造成基波諧振支路的電容、電感燒毀及有源濾波器的故障，因此將有源逆變器控制為受控電壓源不適用于本發(fā)明；

(e)本發(fā)明提出的控制策略，根據(jù)注入支路和負(fù)載諧波電流進(jìn)行控制I_APF＝K*I_f，其中I_f為注入支路和負(fù)載諧波電流之差，將有源逆變器控制為受控電流源，整個(gè)電路的閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

$I_{sh}=\frac{U_{sh}(\frac{1}{Z_a}+\frac{Z_{cc}+Z_a-{\mathrm{KZ}}_a}{Z_a{Z}_{fq}})+\frac{I_{lh}(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a}}{\frac{Z_{cc}+Z_a+Z_s-{\mathrm{KZ}}_a}{Z_a}+\frac{Z_s(Z_{cc}+Z_a-{\mathrm{KZ}}_a)}{Z_a{Z}_{fq}}}$

由此公式可以看出，當(dāng)K值增大時(shí)對(duì)于負(fù)載諧波電流有明顯的抑制效果，所以此控制策略也可利用。

(2)衡量選定控制策略下的系統(tǒng)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能

選定的控制策略必須要維持整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定同時(shí)兼具較好的動(dòng)態(tài)性能，由于混合有源濾波裝置的負(fù)載諧波源與電網(wǎng)之間往往還串、并聯(lián)大量電容、電感元件，因此系統(tǒng)往往會(huì)有多個(gè)諧振點(diǎn)，此時(shí)某些在穩(wěn)態(tài)下濾波效果較好的控制策略可能無法維持系統(tǒng)穩(wěn)定。應(yīng)首先根據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移函數(shù)做出相應(yīng)閉環(huán)特征方程，然后根據(jù)相應(yīng)的穩(wěn)定判據(jù)方法，衡量整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性，淘汰使系統(tǒng)無法穩(wěn)定的控制策略。同時(shí)可根據(jù)閉環(huán)特征根來衡量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

(3)引入控制校正環(huán)節(jié)，優(yōu)化控制策略

由于混合有源濾波電路中往往有超過3條無源支路，加之以與有源濾波器配合的變壓器、輸出濾波器以及注入支路，整個(gè)系統(tǒng)往往是一個(gè)超過5階的系統(tǒng)，因此，即使確定的控制策略可以使系統(tǒng)穩(wěn)定，但在控制的角度上往往存在著穩(wěn)態(tài)臨界的問題，因此需要加入合適的控制校正環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提升整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。

(4)校核系統(tǒng)阻抗頻率特性和電流放大曲線

單純的無源濾波器或者SVC(Static Var Compensator,靜止無功補(bǔ)償)設(shè)備，尤其是裝設(shè)了諧振點(diǎn)在3次的無源濾波支路的濾波器，往往會(huì)造成負(fù)載諧波源二次諧波及其周邊間諧波電流在電網(wǎng)母線處整體放大，甚至在這個(gè)諧波頻段會(huì)出現(xiàn)并聯(lián)諧振點(diǎn)，因此在基于二次諧波及其周邊間諧波的混合有源濾波裝置中，提出相應(yīng)控制策略后，需要進(jìn)行電路阻抗頻率掃描和給出諧波電流放大曲線。

(5)驗(yàn)證系統(tǒng)的濾波效果，確定控制策略

在理想情況下，可將有源濾波器的整體作為受控電流源對(duì)待，但實(shí)際上控制器不可能做到完全瞬時(shí)、準(zhǔn)確跟蹤，且有源濾波器配套輸出濾波及耦合變壓器等，因此需要驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)的濾波效果，最終確定控制策略。

本發(fā)明的效益在于：

(1)結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)施成本低。本控制策略是將目標(biāo)檢測點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算組合，在實(shí)際工程實(shí)現(xiàn)中不管使用模擬電路還是數(shù)字控制的方法都能完成。同時(shí)由于控制策略的正確選擇和優(yōu)化，極大降低了有源濾波器本身的控制難度，有效的降低了控制電路階數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)施成本低。

(2)系統(tǒng)穩(wěn)定，濾波效果好?；旌嫌性礊V波裝置中負(fù)載諧波源與電網(wǎng)母線之間往往還并聯(lián)著多條無源濾波支路，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)存在多個(gè)諧振點(diǎn)，這與直接使用有源濾波器進(jìn)行諧波補(bǔ)償有著原理上的區(qū)別。因此本發(fā)明提供了合適的控制策略即恰當(dāng)?shù)挠性礋o源配合方法，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性及其濾波效果。

(3)適應(yīng)性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)性能好。負(fù)載諧波源往往是變化極快、頻譜極其豐富的諧波電流源，但目前諧波檢測手段以及有源濾波器的整體響應(yīng)時(shí)間還不能及時(shí)跟蹤反饋，本方案在原理上是利用受控源改變系統(tǒng)的阻抗從而達(dá)到濾波效果，因此對(duì)于不同的諧波源負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)性能好。

附圖說明

為了對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，以下給出了相關(guān)實(shí)施例附圖。

圖1本發(fā)明一實(shí)施實(shí)例原理圖

圖2未投有源濾波裝置及注入支路系統(tǒng)阻抗頻率特性

圖3投入有源濾波裝置及注入支路的負(fù)載諧波電流放大曲線

圖4系統(tǒng)在0.5s投入有源濾波裝置及注入支路690V母線處總電流

圖5系統(tǒng)在0.5s投入有源濾波裝置及注入支路690V母線處二次諧波電流

具體實(shí)施例

一種基于二次諧波混合有源濾波裝置的控制策略，其特征在于：通過分析各種不同控制策略對(duì)電路的影響初擬可選控制策略、衡量選定控制策略下的系統(tǒng)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能、引入控制校正環(huán)節(jié)、優(yōu)化控制策略、校核系統(tǒng)阻抗頻率特性和電流放大曲線、驗(yàn)證系統(tǒng)的濾波效果來確定控制策略。

由圖1所示的實(shí)例原理圖中可以看出，本發(fā)明的控制策略為選擇注入支路的諧波電流與所有負(fù)載諧波源電流之差經(jīng)過帶通濾波環(huán)節(jié)后與一個(gè)比例倍數(shù)K相乘后得到的電流值作為受控電流源注入電路中。常規(guī)的控制策略有如根據(jù)負(fù)載諧波源電流進(jìn)行控制、根據(jù)電網(wǎng)諧波電流或電網(wǎng)諧波電壓進(jìn)行控制將有源電力逆變器控制為受控電壓源或者受控電流源等方法。本發(fā)明證明在抑制2次諧波及其周邊間諧波的混合式有源濾波電路中，并不是所有的常規(guī)控制策略都有抑制諧波的效果。

1.通過分析各種不同控制策略對(duì)電路的影響初擬可選控制策略的具體過程如下：

(1)、基于抑制二次諧波及其周邊間諧波的混合有源濾波電路特征，分析各種不同控制策略對(duì)電路的影響；

(2)、分析在基于二次諧波及其周邊間諧波的混合有源濾波裝置中存在的多種諧波檢測點(diǎn)及組合運(yùn)算檢測點(diǎn)，具體包括檢測負(fù)載諧波源電流、檢測電網(wǎng)母線處諧波電流、電網(wǎng)母線處諧波電壓及檢測濾波支路電流單一或組合運(yùn)算檢測點(diǎn)；

(3)、在明確理想情況下將有源濾波器控制為受控電流源還是電壓源的基礎(chǔ)上，并結(jié)合上述檢測點(diǎn)做整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)衡量穩(wěn)態(tài)下不同控制策略對(duì)電路的不同影響，考察混合有源濾波裝置的整體濾波效果，在此基礎(chǔ)上初步確定基于二次諧波及其周邊間諧波的混合有源濾波裝置的控制策略；

(4)、分析初步確定的不同控制策略對(duì)電路影響核心是計(jì)算系統(tǒng)閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)，從轉(zhuǎn)移函數(shù)中分析參變量對(duì)電路整體濾波效果的影響，以下是本發(fā)明給出的不同控制策略下本電路的閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)，可以清晰得到系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下的濾波性能：

(a)根據(jù)負(fù)載諧波電流源進(jìn)行控制，將有源逆變器控制為受控電流源，即I_APF＝K*I_lh，其中，I_lh為負(fù)載諧波源的總電流，K為比例系數(shù)，I_APF為有源電力濾波器理想輸出電流；以電網(wǎng)側(cè)背景諧波電壓和負(fù)載諧波電流源作為輸入量，電網(wǎng)側(cè)的諧波電流值為輸出量，則整個(gè)電路的閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

$I_{sh}=\frac{U_{sh}(\frac{1}{Z_a}+\frac{Z_{cc}+Z_a}{Z_a{Z}_{fq}})+\frac{I_{lh}(Z_{cc}+Z_a+{\mathrm{KZ}}_a)}{Z_a}}{\frac{Z_{cc}+Z_a+Z_s}{Z_a}+\frac{Z_s(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a{Z}_{fq}}}$

其中，I_sh為電網(wǎng)側(cè)的諧波電流，U_sh電網(wǎng)側(cè)的背景諧波電壓，I_lh為負(fù)載諧波源電流，Z_a為與有源逆變器并聯(lián)的基波諧振支路的總阻抗，Z_fq為除注入支路外所有無源支路的總阻抗，Z_s為電網(wǎng)阻抗；

由上式可知，當(dāng)K值增大時(shí)，電網(wǎng)處諧波電流不會(huì)減小，當(dāng)各阻抗一定時(shí)，電路沒有對(duì)電網(wǎng)諧波電流調(diào)節(jié)的作用，可知此控制策略并不適用于本電路；

(b)根據(jù)電網(wǎng)諧波電流進(jìn)行控制，將有源逆變器控制為受控電流源，即I_APF＝K*I_sh，輸入輸出量保持不變，則整個(gè)電路閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

$I_{sh}=\frac{U_{sh}(\frac{1}{Z_a}+\frac{Z_{cc}+Z_a}{Z_a{Z}_{fq}})+\frac{I_{lh}(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a}}{\frac{Z_{cc}+Z_a+Z_s-{\mathrm{KZ}}_a}{Z_a}+\frac{Z_s(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a{Z}_{fq}}}$

由此公式可以看出，當(dāng)K值增大時(shí)，整個(gè)電路網(wǎng)側(cè)的諧波電流值會(huì)有抑制的效果，因此此控制策略暫時(shí)可以考慮；

(c)根據(jù)電網(wǎng)諧波電壓進(jìn)行控制I_APF＝K*U_sh，將有源逆變器控制為受控電流源，整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

$I_{sh}=\frac{U_{sh}(\frac{{\mathrm{KZ}}_a+1}{Z_a}+\frac{Z_{cc}+Z_a}{Z_a{Z}_{fq}})+\frac{I_{lh}(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a}}{\frac{Z_{cc}+Z_a+Z_s}{Z_a}+\frac{Z_s(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a{Z}_{fq}}}$

由此公式可以看出，當(dāng)K值增大時(shí)，電網(wǎng)背景諧波被放大，而且對(duì)負(fù)載諧波電流也沒有抑制作用；

(d)如將有源逆變器控制為受控電壓源，由于有源濾波器并聯(lián)在基波諧振支路的兩端，然有源濾波器不可能做到完全不含有基波分量，即使一個(gè)很小的基波電流分量也可能造成基波諧振支路的電容、電感燒毀及有源濾波器的故障，因此將有源逆變器控制為受控電壓源不適用于本發(fā)明；

(e)本發(fā)明提出的控制策略，根據(jù)注入支路和負(fù)載諧波電流進(jìn)行控制I_APF＝K*I_f，其中I_f為注入支路和負(fù)載諧波電流之差，將有源逆變器控制為受控電流源，整個(gè)電路的閉環(huán)轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

$I_{sh}=\frac{U_{sh}(\frac{1}{Z_a}+\frac{Z_{cc}+Z_a-{\mathrm{KZ}}_a}{Z_a{Z}_{fq}})+\frac{I_{lh}(Z_{cc}+Z_a)}{Z_a}}{\frac{Z_{cc}+Z_a+Z_s-{\mathrm{KZ}}_a}{Z_a}+\frac{Z_s(Z_{cc}+Z_a-{\mathrm{KZ}}_a)}{Z_a{Z}_{fq}}}$

由此公式可以看出，當(dāng)K值增大時(shí)對(duì)于負(fù)載諧波電流有明顯的抑制效果，所以此控制策略也可利用。

由上可知，從穩(wěn)態(tài)濾波效果的角度，本發(fā)明的論證結(jié)果是根據(jù)注入支路和負(fù)載諧波電流進(jìn)行控制，將有源逆變器控制為受控電流源和根據(jù)電網(wǎng)諧波電流進(jìn)行控制，將有源逆變器控制為受控電流源的控制策略都是可行的。

2.上述分析的控制策略都是基于電路在穩(wěn)態(tài)下的分析，沒有考慮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和閉環(huán)穩(wěn)定性，本發(fā)明驗(yàn)證了可能的控制策略的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，具體的實(shí)施步驟是：

(1)由電路轉(zhuǎn)移函數(shù)得出系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程；

(2)由電路閉環(huán)特征方程，由Routh-Hurwitz判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)由系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程列出電路的所有零極點(diǎn)；

根據(jù)電網(wǎng)諧波電流進(jìn)行控制，將有源逆變器控制為受控電流源情況下的閉環(huán)特征方程為：

(Z_cc+Z_a)(Z_fq+Z_s)+Z_fqZ_s-KZ_fqZ_a＝0

根據(jù)注入支路和負(fù)載諧波電流進(jìn)行控制，將有源逆變器控制為受控電流源的閉環(huán)特征方程為：

(Z_cc+Z_a-KZ_a)(Z_fq+Z_s)+Z_fqZ_s＝0

將此特征方程求解極點(diǎn)可知，根據(jù)電網(wǎng)諧波電流控制，將有源逆變器控制為受控電流源，電路是不穩(wěn)定的(多個(gè)閉環(huán)極點(diǎn)落在虛軸右側(cè))，至少需要引入6階以上的控制校正環(huán)節(jié)，而事實(shí)上是做不到的，因此本發(fā)明證明傳統(tǒng)的一些控制策略在基于二次諧波的混合有源濾波裝置中是不可行的。

3.圖1中的基于二次諧波混合有源濾波裝置中，有6條支路，加之以與有源濾波器配合的變壓器、輸出濾波器等，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)有穩(wěn)態(tài)臨界問題，即共軛閉環(huán)極點(diǎn)雖落在虛軸左側(cè)，但距虛軸較近，隨著裝置長時(shí)間運(yùn)行，支路會(huì)有副邊調(diào)諧等問題即系統(tǒng)的電路參數(shù)發(fā)生變化，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)有很大的威脅。加入一階慣性校正環(huán)節(jié)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定及保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。一階慣性環(huán)節(jié)的表達(dá)式為：

$G\left(s\right)=\frac{k}{Ts+1}$

由于本裝置抑制的二次諧波及其周邊間諧波，因此G(s)選取需要對(duì)二次諧波周邊的頻率段有很好的動(dòng)態(tài)跟蹤性能，可選T＝5ms，由于控制策略中已有比例控制環(huán)節(jié)，這里的k可取1。

4.校核負(fù)載諧波源二次諧波及其周邊間諧波電流在電網(wǎng)母線處沒有放大現(xiàn)象，如圖2和圖3所示。首先給出了系統(tǒng)未投有源濾波裝置的阻抗頻率特性曲線，確定其在二次諧波周邊頻譜范圍有并聯(lián)諧振點(diǎn)；其次給出諧波電流放大曲線，保證混合有源濾波裝置投入后在本頻率段諧波電流不會(huì)放大，此處重點(diǎn)考慮負(fù)載諧波源的影響，可以忽略來自電網(wǎng)背景諧波的影響，因此放大關(guān)系如下式：

$I_{sh}=\frac{I_{lh}(Z_{cc}+Z_a)}{Z_{cc}+Z_a+Z_s-{\mathrm{KZ}}_a+\frac{Z_s(Z_{cc}+Z_a-{\mathrm{KZ}}_a)}{Z_{fq}}}$

5.按照系統(tǒng)的實(shí)際情況，實(shí)例驗(yàn)證了整個(gè)系統(tǒng)的濾波效果，如圖4和圖5所示。實(shí)際系統(tǒng)包括了電網(wǎng)阻抗、各濾波支路、注入支路、有源濾波器、控制電路、直流屏電路及監(jiān)控和保護(hù)電路等?？梢钥闯霰痉桨笇?duì)二次諧波有很好的濾波效果，同時(shí)比例環(huán)節(jié)K＝3就可以滿足要求，使得裝置整體容量不需要很大。