[發明專利]一種有源電力濾波器抗飽和頻率自適應諧振控制方法

有效

• 申請號: 201711371560.8
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108039706B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 謝川;李敏;李凱;鄒見效;徐紅兵
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: 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

1.一種有源電力濾波器抗飽和頻率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，并對i_L進行abc-dq坐標變換，得到靜止參考坐標系下的負載電流i_Ldq，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_refdq；

(3)、采集有源電力濾波器輸出電流i_O，將i_O與補償器的輸出y_1k求和，得到信號y_2k，然后對y_2k進行abc-dq坐標變換，得到同步旋轉坐標系下的輸出電流y_2kdq；

(4)、采集有源電力濾波器直流側電壓u_dc，將有源電力濾波器直流側電壓u_dc與直流側電壓參考值u_dcref作差，得到直流電壓誤差信號Δu_dc；再將直流電壓誤差信號Δu_dc通過直流電壓控制器，得到有源電力濾波器輸出有功電流給定值Δi_d；

(5)、計算電流控制器的輸出控制量u_pidq

(5.1)、計算電流控制器誤差信號Δi_Ldq：將電流控制器諧波參考信號i_refdq與輸出有功電流給定值Δi_d求和，然后再與同步旋轉坐標系下的輸出電流y_2kdq作差，得到電流控制器輸入誤差信號Δi_Ldq：

Δi_Ldq＝i_refdq+Δi_d-y_2kdq

(5.2)、電流控制器根據步驟(1)所得的頻率f_pll，將計算得到的輸入誤差信號Δi_Ldq依次送入到內部的抗飽和諧振控制器和PI控制器，得到輸出控制量u_pidq；

(6)、計算限幅器的輸出值u_k1：

(6.1)、將公共耦合點的三相電壓u_pcc經過abc-dq坐標變換，得到同步旋轉坐標系下的公共耦合點電壓u_pccdq；

(6.2)、采集LCL濾波器電容電流i_C，經過abc-dq坐標變換得到同步旋轉坐標系下的電容電流i_Cdq，將i_Cdq通過有源阻尼模塊，得到同步旋轉坐標系下的有源阻尼反饋量u_Cdq：

(6.3)、將電流控制器輸出控制量u_pidq、同步旋轉坐標系下公共耦合點電壓u_pccdq以及有源阻尼反饋量u_Cdq三者相加，將其結果再通過dq-abc反同步旋轉坐標變換，得到限幅器的輸入值u_k，u_k經過限幅器后得到輸出u_k1；

(7)、將u_k1同u_k作差得到抗飽和補償器的輸入將送入抗飽和補償器然后得到抗飽和補償器輸出y_1k；

(8)、PWM模塊根據步驟(6)所得的調制指令值u_k1得到對應的開關管開關控制信號，再用該開關管開關控制信號來控制有源電力濾波器中各個IGBT的開通關斷；

其中，所述的電流控制器包括抗飽和諧振控制器和PI控制器；

抗飽和諧振控制器的傳遞函數為：

其中，G_rh(z)表示第h次諧波信號對應的諧振控制器的傳遞函數，N_h為設置的選擇補償的總的諧波次數，h為諧波次數，z表示Z域算子，K_Ih為h次諧波對應的積分增益，ω₁為電網基波角頻率，a、b、c、d為常數。

2.根據權利要求1所述的有源電力濾波器的抗飽和頻率自適應諧振控制方法，其特征在于，所述的抗飽和補償器的傳遞函數表達式為：

其中，R_f表示電感的寄生電阻，T_s表示采樣周期，L_f表示電感的感值。