[发明专利]一种有源电力滤波器的双环解耦控制方法

权利要求书

1.一种有源电力滤波器的双环解耦控制方法，其中，有源电力滤波器包括由六个功率开关模块组成三相全桥拓扑结构，所述三相全桥拓扑结构通过一LCL滤波器连接到公共连接点后再与大电网相连；有源电力滤波器的直流侧连接一母线电容，所述LCL滤波器由变流器侧滤波电感L₁、电网侧滤波电感L₂和滤波电容C_f组成，所述公共连接点PCC还至少连接有非线性负荷；

其特征在于：该双环解耦控制方法包括以下步骤：

步骤一、在每个采样周期开始时，有源电力滤波器采集直流母线电容电压值V_DC，并转化为数字量后发送给有源电力滤波器的控制模块；有源电力滤波器采集公共连接点PCC的三相电压值V_PCC(abc)、负荷三相电流值I_Load(abc)、逆变器侧的输出电流值I_1(abc)和并网三相电流值I_2(abc)，并将其经过克拉克坐标变换后的三相电压值数字量V_PCC(αβ)、负荷三相电流值数字量I_Load(αβ)、逆变器侧的输出电流值数字量I_1(αβ)和并网三相电流值数字量I_2(αβ)发送给有源电力滤波器的控制模块；

步骤二、有源电力滤波器的控制模块按照下述方法获得参考电压

式(1)中，变量s为复频率，为有源电力滤波器输出电流的参考，为有源电力滤波器并网电流的参考，为有源电力滤波器基波功率电流参考；I_1(αβ)为有源电力滤波器实际的输出电流，I_2(αβ)为有源电力滤波器实际的并网电流；G_outer(s)为外环传递函数，G_inner(s)为内环的传递函数；

式(2)中，h为谐波次数；k_ih是第h次谐波频率的谐振增益，取值10～800；ω_cut是谐振控制器的带宽，取值3～20rad/s；ω_f是基波频率的角频率，ω_f＝2πf，f＝60Hz；

式(3)中，k_p是基波频率的比例增益，取值0.1～1；k_if是基波频率的谐振增益，取值10～800；

式(4)中，V_pcc,α为二相坐标系中公共连接点电压V_PCC(αβ)的α轴分量，V_pcc,β为二相坐标系中公共连接点电压V_PCC(αβ)的β轴分量；和分别是生成有功电流和无功电流的增益，并由下述的比例积分控制器PI生成：

式(5)中，是直流母线电压参考，V_DC为直流母线电容电压值，取值为700～800V；是有源电力滤波器输出无功功率参考，由上层调度指令给定；Q_APF为实际输出的无功功率，分别为有功和无功比例控制系数，取值均为1～50；分别为有功和无功积分控制系数，取值均为10～800；

步骤三、有源电力滤波器在得到了参考电压后，按照正弦脉宽调制或者空间矢量脉宽调制，得到开关管的占空比信号，从而控制有源电力滤波器开关管的开通与关断。