[發明專利]一種有源濾波器輸出電流的控制系統及方法

有效

• 申請號: 201811437125.5
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109599868B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 徐業平
• 申請（專利權）人: 廣州銳翔電力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 梁永健

本發明公開了一種有源濾波器輸出電流的控制系統，其特征在于，包括變流器、LCL輸出濾波網絡、內環控制器及外環控制器；外環控制器用于將變流器網側電流信號作為輸入信號、電網側輸出電流作為反饋信號，外環控制器對對信號處理后輸出到內環控制器，內環控制器采用電流波形電流波形瞬時值跟蹤控制，產生輸出信號輸出到變流器，實現了對每個頻率成分的精確控制，變流器的輸出端與LCL輸出濾波網絡電連接可用于同時補償多個頻率成分的諧波電流，控制系統的外環設置有閉環控制每個頻率成分的幅值與相位的外環控制器，解決了同時控制多個頻率成分時，每個頻率成分的控制效果會互相影響耦合的問題，實現多頻率成分組合波形的精確控制。

技術領域

本發明涉及有源濾波器輸出電流調節的技術領域，尤其涉及一種單相有源濾波器輸出電流的高精度控制方法。

背景技術

在單相電力電子變流器的控制中，輸出電流可以包含有多個不同的頻率成分，使用電流波形瞬時值控制方法，對于交流信號必然存在跟蹤控制誤差。為提高控制精度，增加外環控制器，對每個頻率成分進行獨立控制。對于基波頻率下控制環路的設計已有成熟方法，但當需要同時控制多個頻率成分時，每個頻率成分的控制效果會互相影響耦合，對每個頻率成分控制器的控制參數設計帶來困難。現有應用中大都采用試湊的方法，不利于工程推廣。

發明內容

本發明的目的在于提出一種對有源濾波器輸出電流高精度調節的有源濾波器輸出電流的控制系統及方法。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

包括變流器、LCL輸出濾波網絡、內環控制器及外環控制器；

所述變流器的交流側與所述LCL輸出濾波網絡電連接，所述內環控制器的反饋信號輸入端與所述變流器的輸出端電連接，所述內環控制器的信號輸入端與所述外環控制器的輸出端電連接，所述內環控制器的輸出端與所述變流器的信號輸入端電連接，所述外環控制器的反饋信號輸入端與所述LCL輸出濾波網絡的輸入端電連接，所述外環控制器的信號輸入端與所述LCL輸出濾波網絡的輸出端電連接；

所述外環控制器包括鎖相電路PLL、多個DFT模塊、多個頻率成分控制器、多個IDFT模塊及一個求和模塊，所述鎖相電路PLL的輸入端與所述LCL輸出濾波網絡的輸出端電連接，所述鎖相電路PLL的輸出端分別與多個所述DFT模塊及多個所述IDFT模塊一一電連接，每個DFT模塊的輸出端各與一個所述頻率成分控制器的反饋信號輸入端電連接，每個所述頻率成分控制器的輸出端各與一個所述IDFT模塊的輸入端電連接，所有所述IDFT模塊的輸出端均與所述求和模塊的輸入端電連接，所述求和模塊的輸出端與所述內環控制器的信號輸入端電連接。

變流器的輸出端與LCL輸出濾波網絡電連接可用于同時補償多個頻率成分的諧波電流，控制系統的外環設置有閉環控制每個頻率成分的幅值與相位的外環控制器，實現了對每個頻率成分的精確控制，通過外環控制器后的輸出信號通過內環控制器控制，解決了同時控制多個頻率成分時，每個頻率成分的控制效果會互相影響耦合的問題，實現多頻率成分組合波形的精確控制。

優選的，所述頻率成分控制器為PI控制器，多個所述頻率成分控制器依次為基波控制器以及第2～n次諧波控制器，所述第2～n次諧波控制器控制幅值的比例控制系數為：

K_p1n＝K_p11/n^0.5；

所述第2～n次諧波控制器控制幅值的積分系數為：

K_iln＝K_i11/n^0.5；

所述第2～n次諧波控制器控制相位的比例系數為：

K_p2n＝K_p21；

所述第2～n次諧波控制器控制相位的積分系數為：