[发明专利]单相并联型有源滤波器自适应控制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种单相并联型有源滤波器自适应控制技术，属有源滤波器控制技术。

背景技术：

随着国民经济的快速发展和电力电子技术的广泛应用，各种非线性干扰性负荷迅速增长，导致电力系统中谐波电流含量迅速增长，电流波形畸变严重，大大降低了电能质量，增加了线损和用电设备的损耗，系统功率因数急剧降低，对用电设备安全、稳定、经济运行构成潜在的威胁，给周围电气环境带来极大影响。

国内外有源滤波器的设计研究已取得很大的进展，很大数量的产品已经投入市场并取得了成功。随着硬件设备的精度、速度和可靠性的快速发展，对高性能算法和实时控制的要求越来越高，先进控制理论和技术越来越多的应用于有源滤波器。

目前对三相电补偿控制的有源滤波器研究较多，但对单相电补偿控制的有源滤波器研究相对较少，国内暂时也没有运用自适应制算法对有源滤波器进行补偿控制的实验和产品。

发明内容：

本发明旨在通过模型参考自适应理论实现对单相并联型有源滤波器（SAPF）的控制，从而实现对畸变电流的补偿，减小和消除电路谐波和无功功率。

本发明着重研究了SAPF参数不确定和存在扰动时的APF（有源滤波器）模型，建立了克服参数不确定和外部扰动未知上界的自适应律，设计了一个自适应控制器使SAPF输出与谐波一致的补偿电流。

模型参考自适应控制（Model Reference Adaptive Control，MRAC）系统包含一个参考模型，模型动态表征了对系统动态性能的理想要求，MRAC力求使被控系统的动态响应与模型的响应相一致。

对单相并联型有源滤波器的近似线性动态模型

x·δ=Apxδ+Bpuδ---(1)]]>

式中，x_δ为状态向量，是由有源滤波器电感电流i_L和电容直流电压u_C经过修正后组成的2×1矩阵；A_P为近似的有源滤波器2×2系统矩阵；B_P为近似的有源滤波器2×1控制矩阵；u_δ为待求自适应控制器输出的控制信号。

定义一个线性时不变系统

x·m=Amxm+Bmr---(2)]]>

其中，r∈R¹为参考输入，x_m∈R^2×1为参考模型的状态变量，A_m∈R^2×2、B_m∈R^2×1为参考模型的系统矩阵。

定义跟踪误差

e=x_δ-x_m                                                   （3）

这里的控制目标为找到一个自适应控制律，使跟踪误差e为0。为达到控制目标，自适应控制器输出由系统模型定义为