[发明专利]一种基于LADRC分频控制的SAPF系统

说明书

(一)技术领域：

本发明属于电力系统谐波抑制和无功补偿技术领域，特别是一种基于LADRC(线性自抗扰控制—Linear active disturbance rejection control)实现分频控制的SAPF(并联有源电力滤波器—Shunt Active Power Filter)系统。

(二)背景技术：

目前，谐波检测主要针对电网总谐波电流，即算出电网所含各次谐波电流总和。但是电力系统中的许多场合都需要检测出指定次谐波电流，如对应于高压输电环节或低压配电环节中常见故障的特定次谐波。在电网故障诊断或保护时，或是负荷波动剧烈，如果仍采用谐波全补偿模式，可能会导致导致装置容量不够，发生过热过流，严重时甚至会烧坏开关器件。因此，有必要对指定次谐波检测展开深入研究。

此外，通过对串联谐振注入式SAPF系统的幅频特性分析可知，该系统传递函数的幅频特性在基波频率以上只有一个谐振点，其相频特性也以该谐振频率ω为分界点，相位由90°变为-90°。显然，在滤波装置需对ω两侧的谐波同时进行补偿的情况下，若采用单一控制策略而不考虑相位的影响将很难获得理想的滤波效果。对于不同种类的SAPF，由于其结构和参数的不同将导致ω的差异，甚至相位变化的规律也可能各有差别，因此，为获得理想的滤波效果，必须综合考虑幅值和相位两个方面的因素，对谐振频率两侧的谐波进行分频控制。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于LADRC分频控制的SAPF系统，它结构简单，采用理论和实际结合更好的串联谐振注入式并联有源电力滤波器，并且利用高性能的信号处理器和灵活的线性自抗扰控制技术以获得高精度的控制效果，大大提高了SAPF的实时跟踪性能和可靠性，以较小的容量实现系良好的谐波抑制效果，以保证良好的电能质量。

本发明的技术方案：一种基于LADRC分频控制的SAPF系统，其特征在于按信号传递方向来分析，它主要由采样调理电路单元、DSP控制系统、存储单元、IGBT隔离驱动电路单元、保护电路单元和主电路单元构成；其中，所述采样调理电路单元的输入端采集电网电压信号、电流信号和主电路输出信号，其输出端通过DSP控制系统与IGBT隔离驱动电路单元的输入端连接；所述主电路单元的输入端与IGBT隔离驱动电路单元的输出端连接，其输出端分别与DSP控制系统的输入端、保护电路单元的输入端以及电网连接；所述保护电路单元的输出端与DSP控制系统的输入端连接。

所述采样调理电路单元的输入端采集电网电压、电流信号，它由电压采样调理电路和电流采样调理电路构成；其中，所述电压采样调理电路通过电压互感器采集电网电压信号；所述电流采样调理电路通过霍尔电流互感器实时地获取非线性负载电流和SAPF发出的实际补偿电流信号，其输出端与DSP控制单元的输入端连接。

所述DSP控制系统由DSP控制芯片构成；所述DSP控制芯片内置A/D采样模块、谐波检测模块及LADRC分频控制模块、PWM输出模块；所述A/D采样模块的输入端接收由采样调理电路发出的电 压电流信号，其输出端与谐波检测模块及LADRC分频控制模块的输入端连接；所述PWM输出模块的输入端连接谐波检测模块及LADRC分频控制模块的输出端，其输出端输出驱动信号给IGBT隔离驱动电路单元。

所述保护电路单元由整流模块和报警模块构成；其中所述运放模块输出端输出电流采样信号,发送到报警模块的输入端；所述报警模块的输出端与DSP控制单元的输入端连接；主要是防止输出电流可能过大。

所述IGBT隔离驱动电路单元，其由两个输入电阻、M579芯片、两组三极管组成的推挽电路以及稳压二极管构成，其连接为常规连接。

所述主电路单元是开关器件为IGBT的三相桥式电路，所述主电路单元的输入端采集直流侧母线电压以及IGBT隔离驱动电路单元的驱动信号，其输出端分别与DSP控制单元和保护电路单元的输入端连接。