[發明專利]一種三相四開關型有源電力濾波器及其控制方法

有效

• 申請號: 201410224793.5
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN104022508A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 黎燕
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

1.一種三相四開關型有源電力濾波器，包括逆變器，其特征在于，所述逆變器包括兩個開關臂和一個直流電容支路，所述兩個開關臂、直流電容支路并聯，所述兩個開關臂均由兩個功率開關串聯組成；所述逆變器通過輸出濾波器并聯接入三相電網與三相負載之間。

2.一種權利要求1所述的三相四開關型有源電力濾波器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采用Ziegler-Nichols方法求解增量式PID控制器的比例系數K_P、積分系數K_I和微分系數K_D的初始值和

2)將三相電網a相電壓u_Sa通過鎖相環PLL電路，獲取角度ωt，得到正弦信號sinωt和余弦信號cosωt，確定矩陣C：C=sinωtcosωt-cosωt-sinωt,]]>矩陣C32=2/31-1/2-1/203/2-3/2;]]>獲取三相負載電流i_La、i_Lb、i_Lc，將三相負載電流i_La、i_Lb、i_Lc分別經過矩陣C₃₂、矩陣C和低通濾波器后，得到瞬時有功電流i_p的直流分量和瞬時無功電流i_q的直流分量將逆變器直流側電壓u_dc與逆變器直流側電壓參考值之差通過PI控制器，得到的輸出信號疊加到瞬時有功電流i_p的直流分量上，再經過矩陣C、C₃₂變換，將變換后的信號與三相負載電流i_La、i_Lb、i_Lc相減，得到參考補償電流信號

3)將參考補償電流信號與逆變器輸出的補償電流之間的偏差e和偏差變化率ec作為增量式PID控制器參數調整的輸入信號；其中偏差變化率e_c為偏差e的微分；

4)定義偏差e、偏差變化率e_c、比例系數變化量、積分系數變化量和微分系數變化量的云集分別為：

E＝{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB}；

EC＝{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB}；

△KP＝{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB}；

△KI＝{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB}；

△KD＝{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB}；

其中，NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB分別代表負大、負中、負小、零、正小、正中、正大；

5)利用上述云集分別構建以下二維云模型規則表：

表1△KP的推理規則表

表2△KI的推理規則表

表3△KD的推理規則表

6)以E和EC作為輸入值，產生以下正態隨機熵E'_nx、E'_ny：

E′_nx＝R(Enx,Hex)；

E′_ny＝R(Eny,Hey)；

其中，Enx、Eny分別為E、EC的期望值；Hex、Hey分別為E、EC的標準差；R()是產生隨機數的函數；

如果二維隸屬度μ_i(E,EC)滿足：

μi(E,EC)=exp{-(E-Exx)22Enx′2+-(EC-Exy)22Eny′2};]]>

則得到二維X條件正態云發生器；Exx、Exy為常數；

7)對于輸入信號E和EC，在E和EC取得表1或表2或表3中相應的語言值后，該語言值刺激上述二維X條件正態云發生器的前件CGAi，每一個前件CGAi隨機地產生一組正態分布值μ_ij，所有的正態分布值μ_ij構成一個激活強度矩陣，選取所述激活強度矩陣的最大值μ_max，以μ_max為輸入值，得到Y條件一維正態云發生器為其中，E'_n＝R(En,He)，En、He分別為偏差e的期望值和標準差，E'_n為偏差e的正態隨機熵，Ex為E'_n的期望值；控制Y條件一維正態云發生器產生m滴云滴drop(ΔK_PBj，μ_max,j)；j＝1,2,…m；則△K_P或△K_I或△K_D＝mean(△K_PB1,...,△K_PBm)；mean()表示求加權平均值；

8)將增量式PID控制器比例系數K_P、積分系數K_I和微分系數K_D的初始值分別與上述△K_P、ΔK_I、△K_D相加，得到最終的比例系數、積分系數和微分系數，將最終的比例系數、積分系數和微分系數代入增量式PID控制器；

9)將增量式PID控制器的輸出輸入正弦脈寬調制器中進行調制，生成逆變器中各個功率開關的觸發信號。

3.根據權利要求2所述的三相四開關型有源電力濾波器的控制方法，其特征在于，所述步驟7)中，m＝49。