[發(fā)明專利]一種新型有源電力濾波器控制方法

在審

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• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN108134390A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 馬桂芹
• 申請（專利權）人: 馬桂芹
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種新型有源電力濾波器控制方法，包括模糊PI控制器、重復控制器、有源電力濾波器主電路，其特征在于該方法將模糊PI控制與重復控制相結合，組成復合控制策略，彌補模糊PI控制對諧波電流控制準確度不足和重復控制響應速度慢的缺點，對諧波電流進行控制，取得了良好的補償效果。將重復控制與模糊PI控制結合在一起使用，重復控制能夠很好地跟蹤諧波信號，減少系統(tǒng)的靜態(tài)誤差，而模糊PI可以快速響應，這樣就可使APF擁有良好的靜態(tài)和動態(tài)性能。當APF 系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)運行時，電流誤差很小，當非線性負載突變時，盡管誤差會突然增大，但模糊PI控制器對進行調(diào)節(jié)將其調(diào)至最低。是一種較理想的APF諧波電流控制方法。

技術領域

本發(fā)明屬于諧振抑制領域，尤其涉及一種將模糊PI控制與重復控制相結合的新型有源電力濾波器控制方法。

背景技術

現(xiàn)代電網(wǎng)中存在著大量的非線性負載，會引起電網(wǎng)電壓畸變，產(chǎn)生諧波污染，嚴重危害電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和用戶的用電安全，目前諧波污染已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的巨大障礙。在諧波治理的研究中，有源電力濾波器（Active Power Filter，APF）作為抑制電網(wǎng)諧波最有效的手段之一，已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)共識，有著廣闊的應用前景。

及時有效地補償諧波電流是APF研究工作中的重要環(huán)節(jié)。而諧波電流是一種高頻交流信號，很難做到快速準確地跟蹤控制。很多學者做了大量的工作來研究諧波電流的控制問題。目前，APF的補償電流控制方法主要包括：三角載波控制，該方法易于實現(xiàn)，開關頻率固定，響應速度快但控制參數(shù)很難確定，易產(chǎn)生超調(diào)；滯環(huán)控制響應快、不用載波，不含特定次數(shù)諧波，缺點是滯環(huán)帶寬不易設置，功率器件的開關頻率也不固定；無差拍控制動態(tài)響應快，但是對系統(tǒng)參數(shù)比較依賴、抗干擾能力差；PI控制是得到廣泛應用的一種控制方法，針對直流信號能夠實現(xiàn)無穩(wěn)態(tài)誤差調(diào)節(jié)，而對APF的諧波電流這種高頻交流分量，跟蹤效果不佳。有的學者經(jīng)過理論研究、仿真證明PI控制帶寬有限，在中高頻段衰減嚴重，相位滯后也很明顯，無法在全頻段跟蹤交流信號，只能無相移地跟蹤直流信號，而對于其他頻段都存在相位偏移問題，隨著電流信號頻率的升高，相移問題愈加嚴重。因此，PI控制很難對諧波交流信號做到零穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤控制。

目前APF補償電流控制策略的發(fā)展趨勢是應用復合控制策略，將不同控制方法進行結合，取長補短，以達到更好的控制效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對上述問題，設計了一種新型有源電力濾波器控制方法，該方法將模糊PI控制與重復控制相結合，組成復合控制策略，彌補模糊PI控制對諧波電流控制準確度不足和重復控制響應速度慢的缺點，對諧波電流進行控制，取得了良好的補償效果。

本發(fā)明采用的技術方案是，一種新型有源電力濾波器控制方法，包括模糊PI控制器、重復控制器、有源電力濾波器主電路。所述的模糊PI控制器，是將模糊控制和PI控制相結合，兼具兩者優(yōu)點，又能彌補彼此不足，能有效地對APF補償電流進行跟蹤控制。其中模糊控制是根據(jù)豐富經(jīng)驗總結，用自然語言表述控制策略，通過實際數(shù)據(jù)歸納總結出控制規(guī)則的智能控制策略。

所述的重復控制器，是內(nèi)模原理的一種應用，根據(jù)內(nèi)模原理，控制系統(tǒng)若要取得較好的跟蹤性能和零穩(wěn)態(tài)誤差，必須在閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部植入一個與外部輸入量（包括指令與擾動）相一致的數(shù)學模型。基于內(nèi)模原理的重復控制是在APF電流環(huán)內(nèi)植入一個正弦發(fā)生器，能提供與諧波電流給定相同的輸出量作為控制器輸出。

所述的有源電力濾波器主電路，是一種用于動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對不同大小和頻率的諧波進行快速跟蹤補償。

本發(fā)明的有益效果是，該新型有源電力濾波器控制方法，將重復控制與模糊PI控制結合在一起使用，重復控制能夠很好地跟蹤諧波信號，減少系統(tǒng)的靜態(tài)誤差，而模糊PI可以快速響應，這樣就可使APF擁有良好的靜態(tài)和動態(tài)性能。當APF 系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)運行時，電流誤差很小，當非線性負載突變時，盡管誤差會突然增大，但模糊PI控制器對進行調(diào)節(jié)將其調(diào)至最低。是一種較理想的APF諧波電流控制方法。

附圖說明