[发明专利]一种并联型有源电力滤波器的简化控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子领域，具体涉及一种并联型有源电力滤波器的简化控制方法。

背景技术

随着非线性负载的广泛应用，电力系统中的谐波污染问题日趋严重。传统的谐波抑制方法已难以满足现代电力系统的需要，有源电力滤波器(APF)作为新型的谐波补偿装置受到了广泛关注。

传统的有源电力滤波器研究关注点一直放在对负载谐波的控制，并提出了很多谐波检测算法以及谐波电流的控制方法。但是由于谐波检测方法的优劣会显著影响有源电力滤波器的补偿效果，并且要实现对负载谐波电流的控制也是一大难点。比如滞环控制虽然实现简单，动态响应好，但开关频率不固定是其很严重的缺点，当然也有学者提出了固定频率的滞环控制方法，但大都存在控制负载、难以实现的现实问题；再比如级联比例谐振控制，由于非线性负载多为整流型负载，因此谐波电流次数主要是6k±1次，因此通过级联大量谐振控制器以实现对谐波的补偿，但控制精度越高需要级联的谐振控制器就相应越多，而级联的谐振控制器越多对于数字处理器的要求越高，实现越困难；再者实际应用中还存在其他次数的谐波电流，因此级联比例谐振控制器也难以很好的补偿谐波电流。直接谐波电流控制方式也大都存在这样的问题。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提出了一种并联型有源电力滤波器的简化控制方法，无需检测谐波电流，直接对电网电流进行控制，实现简单、精度高、成本低。

为实现上述发明目的，本发明的具体实现方案如下：

一种并联型有源电力滤波器的简化控制方法，包括以下步骤：

步骤1)，通过对比直流侧参考电压与电容实际电压V_dc，将两者的差值输入到PI控制器，使实际电压V_dc实时跟踪参考电压直流侧PI控制器的输出与负载电流的d 轴有功分量相加；

步骤2)，电流互感器采集到的三相负载电流信号经过abc/dq变换，获得dq同步旋转坐标系下的电流分量i_Ld和i_Lq，i_Ld和i_Lq经过低通滤波器LPF得到负载电流的基波分量和其中与步骤1)中PI控制器的输出相加作为调整后的d轴基波分量不作调整直接作为q轴基波分量和经过dq/adc变换，得到三相负载基波电流该电流与电网电流i_Sk比较，将差值输入到电流控制器；其中k＝a、b、c；

步骤3)，电流控制器实现电网电流对三相负载基波电流的零稳态误差跟踪；

步骤4)，SVPWM驱动模块产生三相全桥逆变器的驱动信号，三相全桥逆变器在驱动信号的作用下产生补偿信号经滤波电感并入电网，实现谐波电流补偿。

进一步，所述步骤1)PI控制器的传递函数为：其中K_p为比例系数，K_i为积分系数。

进一步，所述步骤3)中电流控制器的传递函数为其中K_P为比例系数， K_I为积分系数，ω₀为基波角频率。

进一步，所述电流控制器为比例复数积分控制器。

本发明的有益效果是：

本发明提出的一种并联型有源电力滤波器的简化控制方法，通过提取三相负载基波电流并控制三相电网电流，使三相电网电流跟踪三相负载基波电流，由此使三相电网电流保持正弦，间接实现谐波补偿。相比于传统的控制方法，本发明简化了控制策略，降低了系统的复杂性，使得有源电力滤波器的补偿性能不再受谐波检测及跟踪的影响，因此系统的精度得到提高，补偿效果优于传统的有源电力滤波器。

附图说明

图1为本发明的并联型有源电力滤波器的控制结构图；

图2为未使用本发明的并联型有源电力滤波器的A相电网电流图；

图3为使用本发明的并联型有源电力滤波器的A相电网电流图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，本发明的并联型有源电力滤波器的简化控制方法，包括直流侧电压控制、电流采样与处理、电流控制、SVPWM驱动以及三相全桥逆变器补偿谐波电流，具体为：

步骤1)，直流侧电压控制用来保持直流侧电容电压的稳定，通过对比直流侧参考电压与电容实际电压V_dc，将两者的差值输入到PI控制器，使实际电压V_dc实时跟踪参考电压其中PI控制器的传递函数为：