技術領域：

本發(fā)明涉及一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術。

背景技術：
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在加工制造業(yè)中大功率直流電機投入使用，由于其運行時負載沖擊性、感性和非線性，導致大量的無功和諧波電流注入電網(wǎng)，嚴重影響供電線路上其他敏感性負載的可靠運行，因此，許多電力電子濾波器和補償裝置投入使用，來改善電能質(zhì)量。無源電力濾波器(passivepowerfilter，ppf)由于成本低廉結構簡單而廣泛使用，但是難以解決由于參數(shù)固定而帶來的無功過補和電流諧振的隱患。靜止無功發(fā)生器(staticvargenerator，svg)具有高精度動態(tài)無功補償?shù)膬?yōu)勢，但是其架設成本隨無功容量劇增，難以滿足大功率場合的經(jīng)濟性。

晶閘管投切濾波器(thyristorswitchfilter，tsf)作為晶閘管投切電容器(thyristorswitchfilter，tsc)的衍生產(chǎn)品，通過2n編碼的方式可以實現(xiàn)無功容量的近線性調(diào)節(jié)，同時可以發(fā)揮tsf通道lc串聯(lián)諧振的優(yōu)勢抑制流入電網(wǎng)的特定頻率的諧波電流。不過，tsf在單獨使用時由于參數(shù)設計的不合理，或者網(wǎng)側參數(shù)的變化，有可能發(fā)生并聯(lián)諧振，近而放大諧波電流危害整個系統(tǒng)的安全可靠運行。有源電力濾波器(activepowerfilter，apf)作為一種高精度的動態(tài)諧波抑制電力電子設備，同樣由于成本問題容量受限，而且，在沖擊性負載下，apf逆變橋開關器件承受電流應力過大，極易損壞三相逆變橋橋臂，引發(fā)事故。

技術實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術，在于解決tsf單獨運行時濾波精度低，易于網(wǎng)側發(fā)生諧振，apf單獨運行時，補償容量受限，開關元件電流應力過大的問題，提出ts-apf混合補償系統(tǒng)，使tsf和apf協(xié)調(diào)運行，同時進行無功補償和諧波抑制，降低成本，提高精度，增強系統(tǒng)運行可靠性。

上述的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)：

一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術，交流電es為三相分別是a相、b相、c相，所述的交流電es的a相連接阻抗zs后連接電感l(wèi)a的一端、tsf補償單元中5th的a端、tsf補償單元中7th的a端與負載的1號端；

所述的交流電es的b相連接阻抗zs后連接電感l(wèi)b的一端、tsf補償單元中5th的b端、tsf補償單元中7th的b端與負載的2號端；

所述的交流電es的c相連接阻抗zs后連接電感l(wèi)c的一端、tsf補償單元中5th的c端、tsf補償單元中7th的c與負載的3號端；

所述的電感l(wèi)a的另一端連接apf三相全橋的a端，

所述的電感l(wèi)b的另一端連接apf三相全橋的b端，

所述的電感l(wèi)c的另一端連接apf三相全橋的c端，

所述的apf三相全橋并聯(lián)電容c，

所述的電感l(wèi)a的一端、電感l(wèi)b的一端與電感l(wèi)c的一端均將信號輸入至信號采樣模塊，所述的電容c將信號輸入至信號采樣模塊，

所述的信號采樣模塊將信號傳遞給dsp/cpld控制單元，所述的dsp/cpld控制單元將信號分別傳遞給igbt驅(qū)動電路與晶閘管驅(qū)動電路，

所述的igbt驅(qū)動電路將pwm信號傳遞給apf三相全橋，所述的晶閘管驅(qū)動電路將過零投切信號傳遞給tsf補償單元。

所述的電感l(wèi)a的一端、電感l(wèi)b的一端與電感l(wèi)c的一端與tsf補償單元中5th的a端tsf補償單元中5th的b端、、與tsf補償單元中5th的c端之間為電流采樣信號源；

所述的apf三相全橋的三端與電感l(wèi)a的另一端、電感l(wèi)b的另一端與電感l(wèi)c的另一端之間也為電流采樣信號源。

所述的一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術，pcc三相電壓將電壓傳遞給電壓互感器，所述的電壓互感器將信號傳遞給信號調(diào)理電路，所述的信號調(diào)理電路將信號傳遞給dsp控制器的a/d采樣模塊，所述的dsp控制器還接收電源的信號與鍵盤的信號；

三相負載電流apf輸出的電流信號傳遞給電流互感器，所述的電流互感器將辛哈傳遞給信號調(diào)理電路，所述的信號調(diào)理電路將信號傳遞給dsp控制器的a/d采樣模塊；

igbt溫度散熱片的溫度信號傳遞給溫度檢測模塊，所述的溫度檢測模塊將信號傳遞給信號調(diào)理電路，所述的信號調(diào)理電路將信號傳遞給dsp控制器的a/d采樣模塊；

所述的dsp控制器的pwm部分將信號傳遞給復雜可編程邏輯器件cpld，所述的復雜可編程邏輯器件cpld將信號傳遞給光耦隔離，所述的光耦隔離將信號分別傳遞給igbt驅(qū)動與達林頓放大電路，所述的igbt驅(qū)動將信號傳遞給apf逆變橋，所述的達林頓放大電路將信號傳遞給tsf通道；

所述的dsp控制器的總線擴展器gpio部分將信號傳遞給繼電保護、上電保護與報警保護。

所述的一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術的工作方法，包括以下步驟：

步驟一：通過信號采樣調(diào)理電路對pcc三相電壓、直流母線電壓(直流母線電壓指apf母線電容的電壓)、tsf補償單元及apf三相全橋的中間線路三相電流和apf三相全橋輸出補償電流進行采樣并轉(zhuǎn)換為可以為dsp芯片的a/d采樣模塊可以接受的0-3.3v的電壓信號；

步驟二：把步驟一中采樣調(diào)理后的電壓電流信號傳輸給控制電路，通過基于瞬時無功理論的無功電流和特定次次諧波電流檢測法，得出基波無功電流和5，7，11，13，17，19次諧波電流；

步驟三：將檢測到的基波無功、諧波電流分別與gb/t14549-93標準比較，若無功電流超標，則根據(jù)所需容量由控制電路發(fā)出tsf投切信號，再經(jīng)晶閘管驅(qū)動電路控制tsf補償單元的相應通道完成過零投切；

若無功電流超標，投切tsf及apf；若無功電流不超標，則不控制tsf及apf投切，此時tsf不動，apf空載；

步驟四：tsf補償單元的過零投切完成后，比較pcc諧波電流含量與gb/t14549-93標準是否越界，如果此時pcc諧波電流超過gb/t14549-93標準閾值，控制apf按照需要發(fā)出無功補償電流的大小，控制電路按照一定的占空比發(fā)出六路pwm信號給apf的三相驅(qū)動電路，經(jīng)igbt驅(qū)動電路后控制apf三相逆變橋投入運行，在tsf無功補償基礎之上進一步提高pcc的功率因數(shù)。

有益效果：

1.本發(fā)明能同時實現(xiàn)動態(tài)高效無功補償和諧波抑制，能抑制tsf和網(wǎng)側諧振問題，能降低三相逆變橋開關件所受電流沖擊，大幅提高系統(tǒng)的運行效果和可靠性。

2.本發(fā)明的tsf和apf為并聯(lián)關系裝設在負載和電網(wǎng)之間。這樣裝設可以吸使tsf吸收負載變化時瞬間電流沖擊保護apf的開關器件。

3.本發(fā)明能提供無功支撐維持pcc電壓穩(wěn)定，能濾除低次諧波降低諧波危害，提高電能質(zhì)量，使得供電線路上的各類敏感型負載和非敏感型負載正常運行。

4.本發(fā)明的ts-apf混合補償系統(tǒng)是tsf和apf并聯(lián)混合拓撲。在無功補償角度，tsf能實現(xiàn)大無功容量，成本低，無功補償近線性；在諧波抑制角度，tsf容量大，成本低，耐沖擊，apf精度高，動態(tài)響應快。ts-apf混合補償系統(tǒng)結合兩種濾波器優(yōu)勢，降低成本，提高精度，增加可靠性。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明ts-apf混合補償系統(tǒng)原理結構框圖。

圖2為本發(fā)明ts-apf混合補償系統(tǒng)硬件結構框圖。

圖3為本發(fā)明基于瞬時無功理論的ip-iq無功電流和特定次諧波電流檢測原理框圖。

圖4為本發(fā)明tsf諧振原理分析。

圖5為本發(fā)明五次諧波諧振時傅里葉分析。

圖6為本發(fā)明重復預測參考電流優(yōu)化的apf定時比較滯環(huán)控制策略。

圖7為本發(fā)明主程序流程圖。

圖8為本發(fā)明中斷程序流程圖。

圖9為本發(fā)明tsf過零投切信號波形圖。

圖10為本發(fā)明apf直流母線電壓跟蹤波形圖。

圖11為本發(fā)明pcc三相電壓和支路電流波形圖。

圖12為本發(fā)明補償后各支路電流波形對比圖。

圖13為本發(fā)明補償前后各次諧波電流分析對比圖。。

圖14為本發(fā)明系統(tǒng)運行時功率因數(shù)圖。

圖15為本發(fā)明系統(tǒng)運行時電流總畸變率圖。

具體實施方式：

實施例1

一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術，交流電es為三相分別是a相、b相、c相，所述的交流電es的a相連接阻抗zs后連接電感l(wèi)a的一端、tsf補償單元中5th的a端、tsf補償單元中7th的a端與負載的1號端；

所述的交流電es的b相連接阻抗zs后連接電感l(wèi)b的一端、tsf補償單元中5th的b端、tsf補償單元中7th的b端與負載的2號端；

所述的交流電es的c相連接阻抗zs后連接電感l(wèi)c的一端、tsf補償單元中5th的c端、tsf補償單元中7th的c與負載的3號端；

所述的電感l(wèi)a的另一端連接apf三相全橋的a端，

所述的電感l(wèi)b的另一端連接apf三相全橋的b端，

所述的電感l(wèi)c的另一端連接apf三相全橋的c端，

所述的apf三相全橋并聯(lián)電容c，

所述的電感l(wèi)a的一端、電感l(wèi)b的一端與電感l(wèi)c的一端均將信號輸入至信號采樣模塊，所述的電容c將信號輸入至信號采樣模塊，

所述的信號采樣模塊將信號傳遞給dsp/cpld控制單元，所述的dsp/cpld控制單元將信號分別傳遞給igbt驅(qū)動電路與晶閘管驅(qū)動電路，

所述的igbt驅(qū)動電路將pwm信號傳遞給apf三相全橋，所述的晶閘管驅(qū)動電路將過零投切信號傳遞給tsf補償單元。

所述的電感l(wèi)a的一端、電感l(wèi)b的一端與電感l(wèi)c的一端與tsf補償單元中5th的a端tsf補償單元中5th的b端、、與tsf補償單元中5th的c端之間為電流采樣信號源；

所述的apf三相全橋的三端與電感l(wèi)a的另一端、電感l(wèi)b的另一端與電感l(wèi)c的另一端之間也為電流采樣信號源。

信號采樣調(diào)理電路利用電壓傳感器采集公共連接點(pointofcommoncoupling，pcc)的三相電壓，apf補償單元直流母線電容電壓，利用電流互感器采集tsf和apf中間線路三相電流，apf補償單元的三相逆變?nèi)珮虻慕涣鞒鼍€端輸出的三相補償電流。之后，通過信號調(diào)理電路電平轉(zhuǎn)換、限幅符合送給控制電路的dsp芯片的a/d采樣端口。dsp芯片通過運算控制邏輯發(fā)出控制指令，cpld芯片整合控制指令，分路優(yōu)化后再送給光耦隔離電路，然后，信號隔離輸出給晶閘管驅(qū)動電路和igbt驅(qū)動電路，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換和放大后分別驅(qū)動tsf補償單元的晶閘管和apf補償單元的igbt，整個系統(tǒng)投入運行。

所述的一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術，(pcc指負載與es間的公共連接點)pcc三相電壓將電壓傳遞給電壓互感器，所述的電壓互感器將信號傳遞給信號調(diào)理電路，所述的信號調(diào)理電路將信號傳遞給dsp控制器的a/d采樣模塊，所述的dsp控制器還接收電源的信號與鍵盤的信號；

三相負載電流apf輸出的電流信號傳遞給電流互感器，所述的電流互感器將辛哈傳遞給信號調(diào)理電路，所述的信號調(diào)理電路將信號傳遞給dsp控制器的a/d采樣模塊；

igbt溫度散熱片的溫度信號傳遞給溫度檢測模塊，所述的溫度檢測模塊將信號傳遞給信號調(diào)理電路，所述的信號調(diào)理電路將信號傳遞給dsp控制器的a/d采樣模塊；

所述的dsp控制器的pwm部分將信號傳遞給復雜可編程邏輯器件cpld，所述的復雜可編程邏輯器件cpld將信號傳遞給光耦隔離，所述的光耦隔離將信號分別傳遞給igbt驅(qū)動與達林頓放大電路，所述的igbt驅(qū)動將信號傳遞給apf逆變橋，所述的達林頓放大電路將信號傳遞給tsf通道；

所述的dsp控制器的總線擴展器gpio部分將信號傳遞給繼電保護、上電保護與報警保護。

apf三相全橋是指apf包含三個逆變橋臂(這個也叫補償單元)；apf的輸出電流稱為補償電流；三相負載電流指負載發(fā)出的電流。

所述的一種適用于一類沖擊性負載的混合諧波抑制技術的工作方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟一：通過信號采樣調(diào)理電路對pcc三相電壓、直流母線電壓(直流母線電壓指apf母線電容的電壓)、tsf補償單元及apf三相全橋的中間線路三相電流和apf三相全橋輸出補償電流進行采樣并轉(zhuǎn)換為可以為dsp芯片的a/d采樣模塊可以接受的0-3.3v的電壓信號；dsp的型號為2812

步驟二：把步驟一中采樣調(diào)理后的電壓電流信號傳輸給控制電路，通過基于瞬時無功理論的無功電流和特定次次諧波電流檢測法，得出基波無功電流和5，7，11，13，17，19次諧波電流；

步驟三：將檢測到的基波無功、諧波電流分別與gb/t14549-93標準比較，若無功電流超標，則根據(jù)所需容量由控制電路發(fā)出tsf投切信號，再經(jīng)晶閘管驅(qū)動電路控制tsf補償單元的相應通道完成過零投切；

若無功電流超標，投切tsf及apf；若無功電流不超標，則不控制tsf及apf投切，此時tsf不動，apf空載；

步驟四：tsf補償單元的過零投切完成后，比較pcc諧波電流含量與gb/t14549-93標準是否越界，如果此時pcc諧波電流超過gb/t14549-93標準閾值，控制apf按照需要發(fā)出無功補償電流的大小，控制電路按照一定的占空比發(fā)出六路pwm信號給apf的三相驅(qū)動電路，經(jīng)igbt驅(qū)動電路后控制apf三相逆變橋投入運行，在tsf無功補償基礎之上進一步提高pcc的功率因數(shù)，此過程中apf起微調(diào)作用。

實施例2

tsf補償單元依據(jù)lc串聯(lián)諧振公式設計，并且為了規(guī)避與網(wǎng)側諧振點，引入修正系數(shù)λ，在不失補償效果的前提下提高系統(tǒng)可靠性。tsf實現(xiàn)過零投切減小tsf通道電流沖擊，而其率先投入tsf，在負載工況變化時可以吸收大電流沖擊，對apf補償單元的開關器件igbt實現(xiàn)保護，提高安全性。

apf補償單元采用重復預測參考電流優(yōu)化的定時比較滯環(huán)控制策略。由于采用了參考電流預測，補償電流滯后效應改善，濾波效果變好，滯環(huán)電流跟蹤采用定時比較，開關頻率固定，波形變好，開關頻率10khz，響應速度快。檢測電壓諧波，當tsf與網(wǎng)側發(fā)生諧振時可以運行于諧振阻尼狀態(tài)，提高系統(tǒng)可靠性。實現(xiàn)諧波電流分離，使得5，7，11，13，17，19次諧波可以任意組合分別補償，具有很高的靈活性，如果由于參數(shù)偏移引起某個特征次諧振，可以禁止此次諧波補償來降低諧振影響。

實施例3

tsf補償單元lc參數(shù)設計及諧振分析：

tsf補償單元基于lc串聯(lián)諧振原理，設計lc參數(shù)達到諧波諧振點達到濾波效果，同時基波下呈容性，可以起到無功補償?shù)淖饔谩?/p>

tsf參數(shù)設計一般以無功容量為標準，具體以n＝5，7為例參數(shù)設計如下：

公式1：

公式2：

公式3：

公式4：

公式1表示ln和cn參數(shù)下滿足所選取的諧振點n次，n表示諧振點，也表示tsf濾波通道的第n次通道，ln和cn表示第n次通道的濾波電抗器與濾波電容器；ω＝2π,f＝100π；

公式2表示根據(jù)不同通道的諧波大小分配無功容量，其中，u為相電壓有效值qc為總的無功容量qn為n次通道無功容量，ihn表示n次諧波電流，ihi表示tsf第i次通道的額定電流；u表示pcc額定電壓；

公式3表示n次通道按照無功容量設計的電容，λ>1，表示電抗器電感值的修正系數(shù)；

公式4表示修正后的電感值，其中λ>1。同時每個tsf濾波通道按照2n編碼即按照8，4，2，1的比例設計成4個通道，使無功補償盡量接近線性化。

但是當參數(shù)設計不合理，或者網(wǎng)側參數(shù)的變化時，有可能發(fā)生諧振。如圖4所示，如果諧振點恰好在背景諧波的特征頻率附近，那么由于相應并聯(lián)阻抗很大，將電網(wǎng)的特定次電壓諧波放大，進而產(chǎn)生諧波電流，危害系統(tǒng)運行安全。圖5為用fluke電能質(zhì)量分析儀現(xiàn)場實測的發(fā)生5次諧振時的電流傅里葉分析。

為了防止諧振，諧振點選取一般略低于理論值，即稍加大電感值，如5次通道設計為4.90次，7次通道設計為6.85次，減小諧振發(fā)生的可能；當諧振發(fā)生時，如圖6所示可以采樣諧波電壓信號，生成apf補償電流指令，增加系統(tǒng)阻尼抑制諧振。

apf補償單元母線電容及輸出濾波器設計：

apf補償單元的主體結構是電壓源型三相全橋逆變器，其中母線電容和連接電抗器分別起到穩(wěn)定直流母線電壓和輸出濾波的作用。

公式5：

公式6：

公式7：

為了滿足apf的補償能力，母線電壓udc一般設計為相電壓峰值的2.5倍，公式五中icmax為apf補償電流的最大值fswitch為開關頻率δudc為母線電壓的波動的允許值，c為直流母線電容值，fswitch為開關頻率；

如公式5所示，母線電容設計必須滿足相應工況下的電壓紋波要求。公式6和公式7分別限定了濾波電抗器的下限和上限。其中，δicmax表示輸出電流紋波允許值，公式6表示連接電抗器取值不應過小，應該滿足相應的輸出補償電流紋波要求。公式7表示對于特定次諧波連接電抗器取值不應取值過小，應該滿足相應的補償電流延時要求。

ts-apf混合補償系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略：

按照以上設計內(nèi)容完成參數(shù)設計后，首先根據(jù)檢測到的無功電流情況，決定投入的tsf通道，并通過控制電路發(fā)出投切指令，同時計算pcc電壓諧波，如果發(fā)生諧振則apf諧振阻尼工作。之后，計算各次電流諧波，當諧波電流超標時apf按所需補償?shù)闹C波次數(shù)投入工作。由于不斷檢測無功電流情況，可以動態(tài)修正tsf投切組，使得無功補償近線性；apf在正常工作時，采用電流重復預測提高諧波抑制精度。也可以根據(jù)實際工況設計好預先設計好tsf投切分配，和apf的運行情況，按照工作制工作，增加響應速度。

其中，tsf補償單元采用星型無中線lc串聯(lián)接法，如公式1-公式4按照無功容量和避開諧振點的原則設計lc的具體取值，將tsf的5次濾波通道和7次濾波通道按照8，4，2，1編碼各分為4個通道。apf補償單元采用igbt為開關器件，其中的母線電容根據(jù)補償電壓等級、紋波和補償容量設計，具體設計值如公式5所示；apf輸出濾波器采用電抗器，根據(jù)輸出電流響應速度和電流紋波設計取值，具體如公式6-公式7所示。

信號采樣及調(diào)理電路通過電壓和電流傳感器對交流和直流量進行采樣，然后通過模擬電路實現(xiàn)對傳感器輸出信號的放縮和箝位到0-3.3v，使得采樣信號滿足dsp芯片a/d端口要求?？刂齐娐返闹骺匦酒瑸閠ms320f2812，主要承擔對采樣信號處理，計算無功量的諧波量，根據(jù)控制邏輯輸出控制指令的任務，cpld芯片用于對dsp發(fā)出的指令信號進行分路、修飾處理然后給送給光耦隔離電路放大輸出，并且處理部分驅(qū)動保護和故障檢測信號。晶閘管驅(qū)動電路為達林頓穩(wěn)壓電路，處理前級發(fā)出的控制電平，發(fā)出滿足晶閘管導通條件的信號。igbt驅(qū)動電路集成了雙通道驅(qū)動內(nèi)核、短路保護電路和電源監(jiān)控電路，可以產(chǎn)生同一橋臂的兩路互補并結合了死區(qū)保護的驅(qū)動信號，并能igbt或驅(qū)動本身發(fā)生故障時進入保護并發(fā)出故障反饋信號。

具體實施方式二：進一步說明控制電路、tsf補償單元和apf單元的運行原理。

控制電路主要承擔了信號處理和指令發(fā)出的工作。采樣到的數(shù)據(jù)包括pcc三相電壓，tsf和apf之間的線路電流，apf母線電容電壓和apf輸出電流。將上述信號送入dsp后，根據(jù)圖3基于瞬時無功理論，對于三相平衡系統(tǒng)，利用a相的電壓作為基準相通過pll模塊鎖相，然后處理采樣到的tsf和apf中間線路上的三相電流。先進行clark變換把三相坐標系下的量轉(zhuǎn)換為兩相靜止坐標系下的量，再通過park變換轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下，clark變換和park變換分別如公式8和公式9所示。

公式8：

公式9：

無功電流和各次諧波檢測的主要區(qū)別在于park變換矩陣的不同，通過不同的矩陣將，基波5，7，11，13，17和19次諧波分離開，之后用于tsf和apf的控制。其中的低通濾波器環(huán)節(jié)存在延時問題，通過均值濾波器改進可以兼顧濾波器的精度和延時。tsf補償單元利用其在基波電壓下呈容性的特性來補償電機等負載運行時的感性無功電流，利用lc串聯(lián)諧振原理濾除特定次的諧波電流。

本設計主要根據(jù)其無功容量來選擇tsf的投投切通道，通過檢測電壓峰值選擇合適的投切時間，實現(xiàn)過零投切減小電流沖擊。apf補償單元是根據(jù)指令電流波形實現(xiàn)對指令電流的跟蹤，原理如圖6所示。由于檢測到的諧波電流按照不同的調(diào)諧次數(shù)分開，所以可以根據(jù)需要分次補償，以此增加了補償?shù)撵`活性；當某次諧波電流可能引起諧振時可以不補償相應次諧波，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。而且指令電流的和apf輸出的實際電流在硬件上差了一拍，可以通過重復預測的算法，超前預測指令電流，實現(xiàn)實時動態(tài)補償提高補償精度。

具體實施方式三：根據(jù)圖7和圖8說明ts-apf混合補償系統(tǒng)的具體運行策略。首先，系統(tǒng)初始化，并檢測相應的故障檢測狀態(tài)位，當系統(tǒng)無故障時系統(tǒng)開始運行啟動中斷定時器。首先通過a/d的到tsf和apf中間線路三相電流采樣值，然后計算無功電流，如果無功大于閾值則根據(jù)其大小決定需要投切的通道，然后根據(jù)tsf投切后pcc電壓情況，若發(fā)生諧振則apf運行于諧振阻尼狀態(tài)。

在tsf可靠運行之后，計算分別5，7，11，13，17，19次的諧波電流，如果超過閾值則運行apf，apf運行時采用重復預測定時比較電流滯環(huán)控制，先通過在d軸的直流母線電壓外環(huán)穩(wěn)定直流母線電壓，然后開始逆變輸出補償諧波電流。然后隨著負載的變化，不斷檢測無功電流和，實時改變tsf投入的通道保證無功補償?shù)慕€性，同時實時計算諧波電流含量，控制apf的補償諧波次數(shù)和輸出電流大小。整個系統(tǒng)保證tsf和apf協(xié)調(diào)工作tsf有無功補償能力和濾除5，7次諧波的作用，apf濾除其余諧波，這樣混合補償能減小apf容量還能增大諧波抑制精度，同時tsf能先濾除一部分諧波，對apf的開關器件起到保護作用。

具體實施方式四：對于負載工作周期恒定，工作制明確的系統(tǒng)可以預先設計好tsf的投切方案和投切順序時間，以及apf的工作狀態(tài)，然后根據(jù)檢測到的實際電壓電流預先分配tsf和apf的工作狀態(tài)，系統(tǒng)和實際工況配合良好，極大提高響應速度。圖9顯示tsf通道的晶閘管在晶閘管兩端電壓過零時實現(xiàn)過零投切。apf運行時優(yōu)先使電壓外環(huán)工作，圖10為直流母線電壓波形，能跟隨直流電壓參考值并達到穩(wěn)態(tài)值。

圖11和圖12為混合補償系統(tǒng)效果，tsf通道主要流過基波無功電流和低次諧波，apf主要承擔剩余的諧波濾除任務，如圖13所示，濾波后電流總畸變率大幅下降。

圖14和圖15分別表示混合補償系統(tǒng)運行時的無功補償和諧波抑制效果，在不同到的工況下選擇不同的工作狀態(tài)，功率因數(shù)提高，電流諧波含量下降。

當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發(fā)明的保護范圍。