[发明专利]基于电压矢量法的中压CS-APF双滞环容错控制方法

权利要求书

1.一种基于电压空间矢量法的中压CS-APF双滞环容错控制方法，其特征在于，所述控制方法的步骤包括：

(1)通过电流双滞环确定有源滤波器输出补偿电流的实际值i_c与参考值i_c^*之间的误差△i，其中电流双滞环的外环保证电流跟踪的快速性，内环保证精确性，并作为选择电压矢量的依据；

(2)非故障状态下控制方法：

①当电流跟踪误差|△i|大于外环宽度h₂时（即|△i|≥h₂），不考虑参考电压空间矢量位置，选择使电流误差下降速度最快的电压矢量，即其对应的d△i／dt具有与电流误差矢量△i方向相反的最大分量，使|△i|以最快的速度逼近内环，从而实现对参考电流的快速跟踪；

②当电流误差处于内环和外环之间时（即h₂＞|△i|≥h₁），选择对应误差电流微分幅值最小的电压矢量，以稳定误差，并降低开关频率；

③当误差电流小于内环宽度h₁时（即h₁＞|△i|≥0），输出电压矢量将维持不变，以降低平均开关频率，简化算法；

(3)当CS-APF的某个或几个级联单元发生故障时，会引起该相电平数减少，上述方法选定的电压矢量可能由于故障而无法使用，成为故障电压矢量；此时，首先迅速短接故障单元，并充分利用级联逆变器冗余电压矢量多，且位置经常重合的特性，选择最优的非故障电压矢量替换故障电压矢量，即选择位置重合或效果最接近的非故障矢量进行替代，使CS-APF的输出电流能在故障状态下较准确的跟踪参考值。

2.根据权利要求1所述的基于电压空间矢量法的中压CS-APF双滞环容错控制方法，其特征在于：所述步骤（3）中，当步骤（2）选出的电压矢量U_k为非故障电压矢量时（即U_k未受到该故障的影响，可以正常使用），则计算结束，该矢量即为最后选定的电压矢量；若U_k为故障电压矢量，则选择与其作用效果最接近的其它非故障电压矢量进行替代，优先选择位置重合的非故障矢量，如果所有位置重合的矢量都为故障电压矢量，则选择位置和效果最接近的其它矢量代替U_k，具体矢量替代步骤如下：

在N阶级联逆变器的电压矢量图中，由中点向外共有2N个正六边形（不包括中点），分别命名为六边形1、2…2N，以级联逆变器a相中有m（0＜m＜N）个级联单元发生故障为例；

当U_k=（x,y,z）位于电压矢量图中最外侧的m个六边形时，此时无位置重合的非故障矢量可选择，矢量替代方法如下：

当参考电压矢量位于扇区Ⅰ或Ⅵ时，选择（x-1,y,z），（x-2,y,z）…中与其最接近的非故障电压矢量；

当参考电压矢量位于扇区Ⅲ或Ⅳ时，选择（x+1,y,z），（x+2,y,z）…中与其最接近的非故障电压矢量；

当参考电压矢量位于扇区Ⅱ或Ⅴ时，不受a相故障影响；

级联阶数N越大，矢量替换前后的相位和大小误差越低，电流跟踪越准确；

当U_k=（x,y,z）位于六边形j（1≤j≤2N-m）时，此时有位置重合的非故障矢量可选择，矢量替代方法如下：

当参考电压矢量位于扇区Ⅰ或Ⅵ时，选择（x-1,y-1,z-1），（x-2,y-2,z-2）…中的非故障电压矢量；

当参考电压矢量位于扇区Ⅲ或Ⅳ时，选择（x+1,y+1,z+1），（x+2,y+2,z+2）…中的非故障电压矢量；

当参考电压矢量位于扇区Ⅱ或Ⅴ时，不受a相故障影响（边界不计）；

同理可得，当b或c相有一个级联单元发生故障时的电压矢量替换方法。