[發明專利]一種有源電力濾波器改進寬頻自適應諧振控制方法

有效

• 申請號: 201611040349.3
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106786639B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 謝川;董振華;李凱;鄭宏;鄒見效;徐紅兵
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種有源電力濾波器改進寬頻自適應諧振控制方法，首先采集公共耦合點三相電壓，利用鎖相環得到該電壓頻率f_pll和相位θ；接著，諧波檢測模塊提取非線性負載電流i_L的諧波信號指令，與通過直流電壓控制器得到輸出有功電流指令相加，再與輸出電流反饋信號相減得到電流控制器的輸入誤差信號；然后通過由諧波控制器和PI控制器構成的電流控制器得到輸出控制量；最后，輸出控制量、公共耦合點電壓前饋量和通過有源阻尼模塊的濾波器電容電流反饋量三者相加得到PWM波調制指令信號。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，更為具體地講，涉及一種有源電力濾波器改進寬頻自適應諧振控制方法。

背景技術

隨著分布式發電技術的快速發展，非線性負載得到了大規模的應用，而這也導致了電網內嚴重的諧波污染問題。為了改善電網電能質量，有源電力濾波器得到了廣泛的應用。目前，有源電力濾波器中的電流控制技術因其能夠有效地提高諧波電流補償精度而成為了一個研究熱點。

滯環控制器可以用來提高電流控制回路的增益，進而提高諧波電流補償精度。然而，滯環控制器的開關頻率是變化的，而且抗干擾能力較差。重復控制器能夠提高電流環增益且開關頻率固定,特別適用于周期信號的跟蹤和干擾信號的抑制。然而,它的頻率適應性較差，且存在一個基波周期的延時。文獻《Frequency-Adaptive Fractional-OrderRepetitive Control of Shunt Active Power Filters》(Transaction on IndustrialElectronics,IEEE[J],2015,62(3):1659-1668)中提出了用于并聯型有源電力濾波器的分數階重復控制器，在提高頻率適應性的同時還具有良好的動態性能。然而，它的控制算法較為復雜，計算量較大。文獻《High-Performance Digital Resonant ControllersImplemented With Two Integrators》(Transaction on Power Electronics,IEEE[J],2011,26(2):563-576)中提出了基于二階廣義積分的諧振控制器，其在中心頻率點處有無限增益，使其能夠完全消除系統穩態誤差。然而，系統中需要多個不同中心頻率的諧振控制器進行不同次諧波的跟蹤，這會大大增加控制系統的計算量。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種有源電力濾波器改進寬頻自適應諧振控制方法，采用降次廣義積分器，以減少控制系統的計算量，同時在中心頻率處進行相位補償，以增加系統穩定裕度，提高系統響應時間和穩定性。

為實現上述發明目的，本發明一種有源電力濾波器改進寬頻自適應諧振控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、采集公共耦合點的三相電壓u_pcc，利用鎖相環對其進行鎖相，得到公共耦合點電壓的頻率f_pll和相位角θ；

(2)、采集非線性負載電流i_L，對其進行abc-αβ坐標變換，得到靜止參考坐標系下的負載電流i_Lαβ，再通過諧波電流檢測模塊得到電流控制器諧波參考信號i_refαβ；

(3)、采集有源電力濾波器輸出電流i_O，對其進行abc-αβ坐標變換，得到靜止參考坐標系下的輸出電流i_Oαβ；

(4)、計算靜止參考坐標系下的輸出有功電流指令Δi_dαβ：

(4.1)、直流電壓給定量u_dcref與采集到的直流電壓u_dc做差，所得差值通過直流電壓控制器得到同步旋轉坐標系下的輸出有功電流Δi_d；