[发明专利]一种基于延时补偿的数字单周期方法控制有源电力滤波器

说明书

技术领域

本发明属于数字控制领域。主要用于对三相三线制有源电力滤波器进行控制。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，非线性电力电子器件已经广泛应用到各个领域，使得电能的控制更加方便，提高了人们的生活质量，但同时也产生了大量的谐波，带来了许多危害。有源电力滤波器由于在谐波抑制方面具有独特的优势，已经成为了研究热点。

有源电力滤波器的工作原理是：通过检测电路检测到负载电流，使用谐波检测算法得到负载电流中的谐波成份，最后使用电流跟踪控制方法控制变流器产生补偿电流，补偿电流注入到电网中将谐波电流抵消。对指令电流的跟踪控制是有源电力滤波器的核心技术之一，能否准确快速地对指令电流进行跟踪控制决定着有源电力滤波器补偿效果的好坏。目前，有源电力滤波器一般都是先检测出需要补偿的谐波电流，再使用数字化控制，这种控制方式不易受环境影响，而且使用简单方便。但是数字化控制也带来了延时问题，使得有源电力滤波器的补偿精度下降，所以也有必要对延时进行补偿。

单周期控制是由Keyue M.Smedley和Slobodan Cuk提出的一种非线性PWM(脉冲宽度调制)技术，具有控制和调制双重性。其基本原理是通过控制开关的占空比使得开关量在一个周期内的平均值等于或正比于参考值。单周期控制不像传统控制那样，当误差出现后再用几个周期去消除误差，而是能够在一个周期内消除稳态和瞬态误差，具有较快的动态响应。

发明内容

本发明的目的将延时补偿算法融入数字单周期控制算法中，使得有源电力滤波器既具有快速的动态响应又能减小延时带来的误差，使系统具有较高的补偿精度。

本发明的技术方案是：一种基于延时补偿的数字单周期方法控制有源电力滤波器。实施步骤如下：

(1)检测负载电流，使用谐波计算方法计算出谐波电流i_lha、i_lhb、i_lhc。

(2)检测三相电源电压e_a、e_b、e_c和直流侧电容电压U_dc，将三相电源电压和直流侧电压输入到DSP(数字信号处理器)中进行采样。

(3)将上述采样值输入到单周期控制模块中，即：

dap=0.5+1Udc(k){L-2ilha(k)+3ilha(k-1)-ilha(k-2)Δt+R[-2ilha(k)+ilha(k-1)]+ea(k)}dbp=0.5+1Udc(k){L-2ilhb(k)+3ilhb(k-1)-ilhb(k-2)Δt+R[-2ilhb(k)+ilhb(k-1)]+eb(k)}dcp=0.5+1Udc(k){L-2ilhc(k)+3ilhc(k-1)-ilhc(k-2)Δt+R[-2ilhc(k)+ilhc(k-1)]+ec(k)}---(1)]]>