[发明专利]基于分数阶的有源电力滤波器自适应模糊滑模控制方法

说明书

本发明公开了基于分数阶的有源电力滤波器自适应模糊滑模控制方法，具体包括以下几个步骤：(1)建立有源电力滤波器的数学模型为：(2)设计基于分数阶的自适应模糊滑模控制器为：本发明能够确保对谐波电流的实时跟踪，并且加强系统的动态性能，提高系统鲁棒性,在外加负载变化的时候，依然能够保持很好的系能；通过设计滑模变控制器保证有源电力滤波器沿着滑模轨迹运行；设计基于分数阶的自适应模糊滑模控制器用来逼近有源电力滤波器中的非线性部分；设计自适应模糊控制器能够确保对指令电流的实时跟踪并加强系统的鲁棒性；在滑模控制器和自适应控制器当中引入了分数阶模块，与整数阶相比增加了可调项，提高了系统的整体性能。

技术领域

本发明涉及一种有源电力滤波器自适应模糊滑模控制方法，具体涉及一种基于分数阶的自适应模糊滑模控制方法在三相并联电压型有源电力滤波器上的应用。

背景技术

电网中广泛使用补偿无功的电容器，在一定的频率下，可能满足串联或并联谐振条件，当该次谐波足够大时，就会造成危险的过电压或过电流，这往往导致电气元件及设备的损坏，严重影响电力系统的安全运行。此外，谐波电流在电网中的流动会在线路上产生有功功率损耗。导线的集肤效应引起的附加线路损耗比较大；严重的谐波畸变使断路器的开断能力降低，并可能损坏断路器，民用建筑中，由于中性线一般较细(新标准已加大了N线导线截面)，当大量的谐波(一般为三次谐波)从中流过时，会使导线过热，破坏绝缘，进而发生短路，引起火灾。

在20世纪70年代日本学者就提出了用磁补偿消除谐波的方法，由于受到功率半导体器件水平的限制，还未进入实用化阶段。随着快速、大功率电力电子开关器件的研制成功，基于瞬时无功理论的瞬时空间矢量法的提出，以及微机控制技术和数字信号处理技术的不断发展，有源滤波技术得到了极大的发展。

有源滤波器作为改善供电质量的一项关键技术，在日本、美国、德国等工业发达国家已得到了高度重视和日益广泛的应用。与国外广泛应用APF相比，我国的有源滤波技术还处在研究试验阶段，工业应用上只有少数几台样机投入运行，这与我国目前谐波污染日益严重的状况很不适应。随着我国电能质量治理工作的深入开展，利用APF进行谐波治理将会具有巨大的市场应用潜力，有源滤波技术必将得到广泛的应用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种能够对指令电流实时跟踪补偿、可靠性高，对参数变化鲁棒性高、稳定性高的基于分数阶的有源电力滤波器自适应模糊滑模控制方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的基于分数阶的有源电力滤波器自适应模糊滑模控制方法，具体包括以下几个步骤：

(1)建立有源电力滤波器的数学模型为：