[發明專利]一種有源電力濾波器的電流協調控制實現方法

在審

• 申請號: 201810225315.4
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108347054A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 張茂松;池幫秀;王群京;李國麗;李家旺;王秀芹
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

本發明公開了一種有源電力濾波器的電流協調控制實現方法。包括：控制器的設計，考慮電網頻率波動對諧振控制器的影響，為實現對各次頻率分量的高增益穩態控制，并抑制其它準R控制器對本頻率分量的不利影響，可對各頻率分量進行協調控制；本發明針對電網頻率波動，該控制策略考慮了補償時各頻率分量電流的協調控制，使其補償效果良好；對負載突變和頻率波動的適應性良好；所提控制策略的穩態特性好，動態響應快，控制算法實現簡單可靠。

技術領域

本發明涉及有源電力濾波器的技術領域，具體涉及一種有源電力濾波器的電流協調控制實現方法。

背景技術

有源電力濾波器(Active Power Filter，簡稱APF)是一種用于動態實現諧波、無功和三相不平衡補償的電力電子裝置，電流控制器的設計是APF性能指標的關鍵。目前已有較多優秀新穎的電流控制器設計，如基于準比例諧振(PR)的電流控制器設計，但現有研究發明在實現時均未考慮補償時各頻率分量電流的協調控制，由于多個頻率分量的相互干擾，控制參數整定困難，補償效果并不理想。現有技術的缺點在于：

1.傳統電流控制器，如準諧振(R)控制器僅對諧振頻率nω₀(ω₀為基波角頻率，n＝1,2,…,49,50)為中心的一定頻帶范圍的頻率信號實現高增益穩態控制，而對其它頻率信號有較低的增益裕量和相位裕量；

2.對于某個頻率分量誤差信號的控制，比例(P)控制器和多個準R控制器的相互干擾，實際實現效果并不理想。

隨著社會的飛速發展，越來越多的非線性、沖擊性無功和不平衡負荷的不斷投入，使配電網中諧波、無功和不平衡問題日趨嚴重，對電力系統的安全穩定運行造成嚴重的危害。APF 是補償諧波、無功和不平衡的有效舉措之一，那么對它的控制策略的研究也將會越來越受到重視，這加快了現有不足之處的改進。

為解決上述問題，本發明有源電力濾波器的電流協調控制實現方法，在靜止坐標系下利用一種基于準PR的電流協調控制方法實現了對各頻率指令電流的協調控制，該技術得到了高度地重視和充分地肯定。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：準比例諧振(PR)控制是對于某個頻率分量誤差信號的控制，由于P控制器和多個準R控制器的相互干擾，在傳統方法實現時實際效果并不理想。為實現對各次頻率分量的高增益穩態控制，并抑制其它準R控制器對本頻率分量的不利影響。本發明設計了一種在靜止坐標系下利用改進比例諧振控制器實現了對各頻率指令電流的協調跟蹤控制，所提控制策略的穩態特性好，動態響應快，對負載突變和頻率波動的適應性好，控制算法實現簡單可靠。

本發明采用的技術方案為：一種有源電力濾波器的電流協調控制實現方法，其實施步驟如下：

步驟1)、先對誤差信號i_xe單獨進行P控制器的控制；

步驟2)、再通過傅里葉變換分離出i_xe的基波分量和各次諧波分量，將各頻率分量單獨進行準R控制；

步驟3)、最后把P控制器輸出分量、各準R控制器輸出分量和電網電動勢前饋控制分量相加即生成對應相的調制信號，調制分量v_x如式(1)所示，

v_x＝K_Pi_xe+G_R1(s)i_xe1+G_R(2～50)(s)i_xe2+u_x (1)