[发明专利]基于LADRC的三电平有源电力滤波器补偿电流控制系统

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及有源电力滤波器电流控制，属于逆变电流跟踪控制领域，是一种基于LADRC(linear active disturbance rejection control,LADRC——线性自抗扰控制器)的有源电力滤波器补偿电流控制系统。

(二)背景技术：

近年来，非线性负载的使用越来越普遍，谐波作为电能质量的标准之一越来越受到人们的重视。谐波治理手段的研发和应用越来越热门，受制于补偿容量和成本的考虑，工业现场目前主要使用的是无源滤波器，但是无源滤波器有可能造成电网的串并联谐振，给电网安全造成影响，采用综合检测、总体补偿的方式，有源滤波成为谐波的最有效的手段。由于有源电力滤波器补偿电流是一个快速变化的正弦量，要求有源电力滤波器能快速、准确的跟踪谐波电流补偿量，传统的PI控制很取得较好的快速性与准确性，究其原因是传统PI很难解决超调和快速性的矛盾。

考虑到工业现场负载存在三相不平衡情况，主要接线方式是三相四线制，发明针对并联有源电力滤波器的硬件结构，在其电流跟踪控制策略上采用线性自抗扰技术，并提出基于综合扰动估计的方法实现解耦控制，并设计了对应的硬件系统。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于LADRC的三电平有源电力滤波器补偿电流控制系统，它可以客服上述背景技术中的不足，是一种可以实现电流信号同步、快速、准确、实时控制的系统，且运算速度快，精度高。

本发明的技术方案：一种基于LADRC的三电平有源电力滤波器补偿电流控制系统，其特征在于它包括电压过零检测单元、电流检测信号调理电路单元、A/D模数转换电路单元、D/A数模转换电路单元、DSP单元、存储单元、门极驱动脉冲单元、电压基准电路单元；其中，所述三电平有源电力滤波器的开关器件为IGBT三相桥式电路；所述电流检测信号调理电路单元输入端采集电网中的三相负载电流和补偿电流信号，其输出端与A/D模数转换电路单元的输入端连接；所述A/D模数转换电路单元的输出端与主控DSP单元连接；所述主控DSP单元的输入端还与电压同步过零信号的产生电路单元的输出端连接，其输出端连接D/A数模转换电路单元的输入端；所述D/A数模转换电路单元的输入端采集电压基准电路单元的电压信号，其输出端与门极驱动脉冲单元的输入端连接；所述存储单元与主控单元呈双向连接；所述门极驱动脉冲单元的输出12路门极驱动信号分别与三电平有源电力滤波器中的IGBT的门极相连；所述电压过零检测单元通过PLL锁相环单元与DSP单元连接。

所述主控单元是28335 DSP芯片。

所述存储单元是SRAM静态随机存储器单元，采用CY7C199芯片。

所述A/D模数转换单元为MAX502芯片。

所述D/A数模转换单元为MX256芯片。

所述电压过零检测单元是由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管Z1、二极管Z2、二极管Z3、二极管Z4，运算放大器A1、变压器N1组成；所述电压信号通过变压器和变阻R1.电阻R1通过R2与运算放大器相连，所述均压中点电压作为输出模拟电压信号与主控单元的CAP3口相连。

所述电流检测信号调理电路单元是由电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容器C1、稳压管Z1、稳压管Z2，运算放大器A2、运算放大器A3组成；所述运算放大器A2负向输入端经电阻R7与其输出端连接，且还通过电阻R6与电流传感器连接，其正向输入端通过电阻R8接地，且运算放大器A2的负向输入端还通过电阻R9与由电阻R10和电阻R11构成的补偿电压电路的中间点连接，所述运算放大器A2的输出端通过电阻R12与运算放大器A3的正向输入端相连；所述运算放大器A3负向输入端通过电阻R14与其输出端相连，同时通过电阻R13接地；所述运算放大器A3通过电阻R15与稳压管Z5和稳压管Z6组成的均压电路的中点相连接；电容器C1与电阻R17相互并联，同时并联于稳压管Z6两端，且一端与电阻R16连接，另一端接地；所述均压中点电压作为输出模拟电压信号经电阻R16模数转换电路的输入端连接。

一种基于LADRC方法的三电平有源电力滤波器电流控制系统的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：