[发明专利]一种有源电力滤波器抗饱和频率自适应重复控制方法

说明书

本发明公开了一种有源电力滤波器抗饱和频率自适应重复控制方法，首先采集公共耦合点三相电压，利用锁相环得到该电压频率f_pll和相位θ；接着，谐波检测模块提取非线性负载电流i_L的谐波信号指令，与通过直流电压控制器得到输出有功电流指令相加，再与输出电流反馈信号和补偿器输出信号之和相减得到电流控制器的输入误差信号；然后通过由重复控制器和PI控制器构成的电流控制器得到输出控制量；最后，输出控制量、公共耦合点电压前馈量和通过有源阻尼模块的滤波器电容电流前馈量三者相加之后经过限幅器得到PWM波调制指令信号。

技术领域

本发明属于有源电力滤波器电流控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种有源电力滤波器抗饱和频率自适应重复控制方法。

背景技术

随着电力电子技术在电力系统各相关领域中的广泛应用，现代社会对电力系统安全稳定与供电质量的要求也日益提高。现代电力系统中，电力电子设备的应用越来越广泛，各种非线性、冲击性、波动性和不对称负载大量增加，造成诸如电压波动、电压跌落及谐波等电能质量污染日趋严重。谐波电流会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振使得谐波被放大，从而对控制系统和通讯系统等产生干扰。因此，如何有效地提高电能质量是供电部门、电力用户和电力设备制造商共同关注的问题。

有源电力滤波器(APF)的性能很大程度上取决于它的电流控制策略。近年来无数的APF电流控制方案被提出来，如滞环控制,比例积分(PI)控制,比例谐振(PR)控制,和无差拍(DB)控制。但都由于其各自方法的缺陷不能很好地提高APF的补偿性能。

当前，重复控制(RC)是为APF补偿谐波的常用方法。传统的重复控制器(CRC)的数字形式是z^-N/(1-z^-N)，可以跟踪N是整数的任何周期性信号，考虑到CRC只能在具有整数N的数字控制器中实现，因此其控制性能不可避免地对电网频率变化敏感，所以它不能精确地补偿分数周期信号，致使谐波补偿性能同样下降。为了处理这个问题，基于拉格朗日插值法的有限长单位冲激响应(FIR)滤波器使用分数延迟元素近似项z^-N的分数阶重复控制(FORC)方法被提出。分数阶重复控制(FORC)是基于内膜原理的控制思想，具有高增益和慢时间相应的特性，这使其容易产生饱和效应，使得控制器性能恶化，致使补偿性能同样下降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有源电力滤波器的抗饱和频率自适应重复控制方法，保证在系统控制器处于饱和状态时，仍能保持重复控制器的高精度性能。

为实现上述发明目的，本发明一种有源电力滤波器抗饱和频率自适应重复控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、采集公共耦合点的三相电压u_pcc，利用锁相环对其进行锁相，得到公共耦合点电压的频率f_pll和相位角θ；

(2)、采集非线性负载电流i_L，对i_L进行abc-dq坐标变换，得到静止参考坐标系下的负载电流i_Ldq，再通过谐波电流检测模块得到电流控制器谐波参考信号i_refdq；

(3)、采集有源电力滤波器输出电流i_O，将i_O与抗饱和补偿器的输出y_1k求和，得到信号y_2k，然后对y_2k进行abc-dq坐标变换，得到同步旋转坐标系下的输出电流y_2kdq；