[發(fā)明專利]一種并聯(lián)型有源電力濾波器的簡化控制方法

在審

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• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107732915A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭宏;林勇;卞瑞;顧雨冰
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子領(lǐng)域，具體涉及一種并聯(lián)型有源電力濾波器的簡化控制方法。

背景技術(shù)

隨著非線性負(fù)載的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中的諧波污染問題日趨嚴(yán)重。傳統(tǒng)的諧波抑制方法已難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的需要，有源電力濾波器(APF)作為新型的諧波補(bǔ)償裝置受到了廣泛關(guān)注。

傳統(tǒng)的有源電力濾波器研究關(guān)注點一直放在對負(fù)載諧波的控制，并提出了很多諧波檢測算法以及諧波電流的控制方法。但是由于諧波檢測方法的優(yōu)劣會顯著影響有源電力濾波器的補(bǔ)償效果，并且要實現(xiàn)對負(fù)載諧波電流的控制也是一大難點。比如滯環(huán)控制雖然實現(xiàn)簡單，動態(tài)響應(yīng)好，但開關(guān)頻率不固定是其很嚴(yán)重的缺點，當(dāng)然也有學(xué)者提出了固定頻率的滯環(huán)控制方法，但大都存在控制負(fù)載、難以實現(xiàn)的現(xiàn)實問題；再比如級聯(lián)比例諧振控制，由于非線性負(fù)載多為整流型負(fù)載，因此諧波電流次數(shù)主要是6k±1次，因此通過級聯(lián)大量諧振控制器以實現(xiàn)對諧波的補(bǔ)償，但控制精度越高需要級聯(lián)的諧振控制器就相應(yīng)越多，而級聯(lián)的諧振控制器越多對于數(shù)字處理器的要求越高，實現(xiàn)越困難；再者實際應(yīng)用中還存在其他次數(shù)的諧波電流，因此級聯(lián)比例諧振控制器也難以很好的補(bǔ)償諧波電流。直接諧波電流控制方式也大都存在這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種并聯(lián)型有源電力濾波器的簡化控制方法，無需檢測諧波電流，直接對電網(wǎng)電流進(jìn)行控制，實現(xiàn)簡單、精度高、成本低。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的具體實現(xiàn)方案如下：

一種并聯(lián)型有源電力濾波器的簡化控制方法，包括以下步驟：

步驟1)，通過對比直流側(cè)參考電壓與電容實際電壓V_dc，將兩者的差值輸入到PI控制器，使實際電壓V_dc實時跟蹤參考電壓直流側(cè)PI控制器的輸出與負(fù)載電流的d 軸有功分量相加；

步驟2)，電流互感器采集到的三相負(fù)載電流信號經(jīng)過abc/dq變換，獲得dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流分量i_Ld和i_Lq，i_Ld和i_Lq經(jīng)過低通濾波器LPF得到負(fù)載電流的基波分量和其中與步驟1)中PI控制器的輸出相加作為調(diào)整后的d軸基波分量不作調(diào)整直接作為q軸基波分量和經(jīng)過dq/adc變換，得到三相負(fù)載基波電流該電流與電網(wǎng)電流i_Sk比較，將差值輸入到電流控制器；其中k＝a、b、c；

步驟3)，電流控制器實現(xiàn)電網(wǎng)電流對三相負(fù)載基波電流的零穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤；

步驟4)，SVPWM驅(qū)動模塊產(chǎn)生三相全橋逆變器的驅(qū)動信號，三相全橋逆變器在驅(qū)動信號的作用下產(chǎn)生補(bǔ)償信號經(jīng)濾波電感并入電網(wǎng)，實現(xiàn)諧波電流補(bǔ)償。

進(jìn)一步，所述步驟1)PI控制器的傳遞函數(shù)為：其中K_p為比例系數(shù)，K_i為積分系數(shù)。

進(jìn)一步，所述步驟3)中電流控制器的傳遞函數(shù)為其中K_P為比例系數(shù)， K_I為積分系數(shù)，ω₀為基波角頻率。

進(jìn)一步，所述電流控制器為比例復(fù)數(shù)積分控制器。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提出的一種并聯(lián)型有源電力濾波器的簡化控制方法，通過提取三相負(fù)載基波電流并控制三相電網(wǎng)電流，使三相電網(wǎng)電流跟蹤三相負(fù)載基波電流，由此使三相電網(wǎng)電流保持正弦，間接實現(xiàn)諧波補(bǔ)償。相比于傳統(tǒng)的控制方法，本發(fā)明簡化了控制策略，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，使得有源電力濾波器的補(bǔ)償性能不再受諧波檢測及跟蹤的影響，因此系統(tǒng)的精度得到提高，補(bǔ)償效果優(yōu)于傳統(tǒng)的有源電力濾波器。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的并聯(lián)型有源電力濾波器的控制結(jié)構(gòu)圖；

圖2為未使用本發(fā)明的并聯(lián)型有源電力濾波器的A相電網(wǎng)電流圖；

圖3為使用本發(fā)明的并聯(lián)型有源電力濾波器的A相電網(wǎng)電流圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的并聯(lián)型有源電力濾波器的簡化控制方法，包括直流側(cè)電壓控制、電流采樣與處理、電流控制、SVPWM驅(qū)動以及三相全橋逆變器補(bǔ)償諧波電流，具體為：

步驟1)，直流側(cè)電壓控制用來保持直流側(cè)電容電壓的穩(wěn)定，通過對比直流側(cè)參考電壓與電容實際電壓V_dc，將兩者的差值輸入到PI控制器，使實際電壓V_dc實時跟蹤參考電壓其中PI控制器的傳遞函數(shù)為：