[發(fā)明專利]一種三相四線制APF內(nèi)置重復(fù)無差拍控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810585769.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN108899906B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱振遠(yuǎn);鄒明強(qiáng);黃冠華;吳琦娜;屈靖潔;江友華;曹以龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01;H02J3/18;H02J3/26
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發(fā)明涉及一種三相四線制APF內(nèi)置重復(fù)無差拍控制方法，該方法包括如下步驟：1)實(shí)時(shí)采樣三相負(fù)載電流，利用改進(jìn)的ip?iq諧波提取算法獲取指令電流，將指令電流與逆變器電流實(shí)測(cè)值做差后輸入至重復(fù)無差拍電流控制器，將重復(fù)無差拍電流控制器的輸出作為APF調(diào)制算法的輸入信號(hào)；2)將輸入信號(hào)作為三相四線制APF中各開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)，根據(jù)開關(guān)信號(hào)控制開關(guān)管工作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)各次諧波的有效控制，能顯著提高控制系統(tǒng)的控制精度和抗擾動(dòng)能力，且對(duì)電感參數(shù)的變化具有良好的魯棒性，穩(wěn)定性更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三相四線制APF控制方法，尤其是涉及一種三相四線制APF內(nèi)置重復(fù)無差拍控制方法。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的電力電子裝置被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，因電網(wǎng)中的整流器、變頻調(diào)速裝置、電弧爐等非線性負(fù)荷不斷增加，負(fù)荷的非線性、沖擊性和不平衡性給電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的暫態(tài)沖擊、無功功率、高次諧波和三相不平衡等問題。電力變換技術(shù)中的晶閘管、二極管等開關(guān)器件被大量應(yīng)用到電網(wǎng)中，所產(chǎn)生的諧波電流和無功電流取代了傳統(tǒng)的鐵磁材料所引起的諧波和次諧波電流，已成為最主要的諧波污染源，造成電壓電流畸變等現(xiàn)象。為解決這類難題，應(yīng)用電能變換開關(guān)技術(shù)的諧波和無功補(bǔ)償裝置應(yīng)運(yùn)而生。

有源電力濾波器(Active Power Filter，APF)作為電能變換技術(shù)的典型代表，是一種新型先進(jìn)的諧波無功補(bǔ)償裝置。它不僅能夠補(bǔ)償各次諧波，還可以抑制閃變、補(bǔ)償無功，有一機(jī)多用的特點(diǎn)。作為一種新型電力電子裝置，APF的工作性能決定于主電路結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)，確定了APF的主電路，控制算法就成為決定輸出性能和效率的關(guān)鍵。目前來講，一般用到的控制方法主要有如下幾類：

(1)比例積分(PI)控制、單周期控制和遲滯控制：分別在線電流頻譜、誤差和總諧波失真(THD)三個(gè)方面對(duì)三種控制策略進(jìn)行比較，PI控制與單周期控制對(duì)高頻交流信號(hào)不能實(shí)現(xiàn)零穩(wěn)態(tài)誤差。遲滯控制具有良好的性能，但不恒定的開關(guān)頻率會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)償電流中含有高次諧波，并增加了濾波器設(shè)計(jì)的難度。

(2)選擇性諧波補(bǔ)償策略：將所有的諧波控制器疊加成一個(gè)完整的電流控制器。該控制器給諧振帶通濾波器的整個(gè)控制回路頻率響應(yīng)提供了良好的選擇性，但是因?yàn)橹C波檢測(cè)的延遲無法保證良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。

(3)具有多重同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的控制策略：正、負(fù)序諧波電流經(jīng)過各自同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換得到直流分量，再經(jīng)過PI控制器實(shí)現(xiàn)零穩(wěn)態(tài)誤差補(bǔ)償，但復(fù)雜的計(jì)算會(huì)占用大量的內(nèi)存空間。此外，當(dāng)三相四線制系統(tǒng)負(fù)載不平衡時(shí)，該控制策略不能實(shí)現(xiàn)對(duì)零序電流的補(bǔ)償。

(4)比例諧振控制(PRC)和矢量比例積分控制(VPI)：改進(jìn)型控制策略，能夠通過對(duì)靈敏度函數(shù)和峰值的極小化來獲得高穩(wěn)定性，避免了閉環(huán)異常尖峰現(xiàn)象。但該類方法無法解決三相不平衡和無功問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種三相四線制APF內(nèi)置重復(fù)無差拍控制方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種三相四線制APF內(nèi)置重復(fù)無差拍控制方法，該方法包括以下步驟：

S1：實(shí)時(shí)采樣負(fù)載側(cè)電流，利用改進(jìn)的ip-iq諧波提取算法獲取指令電流，將指令電流與逆變器電流實(shí)測(cè)值做差后輸入至重復(fù)無差拍電流控制器，將重復(fù)無差拍電流控制器的輸出作為APF調(diào)制算法的輸入信號(hào)；

S2：將輸入信號(hào)作為三相四線制APF中各開關(guān)管的開關(guān)信號(hào)，根據(jù)開關(guān)信號(hào)控制開關(guān)管工作。

步驟S1的具體內(nèi)容為：

101)實(shí)時(shí)采樣三相負(fù)載電流，通過改進(jìn)的ip-iq諧波提取算法得到指令電流，指令電流信號(hào)經(jīng)過Clark變換獲取αβγ坐標(biāo)系下的指令電流