一种LCL有源电力滤波器控制方法技术

本发明专利技术公开了一种LCL有源电力滤波器控制方法包括有源电力滤波器系统、新型广义积分器和新型有源阻尼三个部分。广义积分器通过使其谐振频率实时跟踪谐波电流频率的方法，在电网频率漂移时仍可使APF系统获得很小的稳态误差，可以同时具有良好的频率选择性和对电网频率的鲁棒性。对比无源阻尼和常规的有源阻尼，新型有源阻尼方法使APF对电网阻抗具有良好的鲁棒性，即电网阻抗在较大范围内波动时仍能保证对谐振抑制的有效性和APF系统稳定。

Control method of LCL active power filter

The invention discloses a control method of a LCL active power filter, which comprises an active power filter system, a novel generalized integrator and a novel active damping three parts. By the method of generalized integrator resonant frequency tracking harmonic current in the power grid frequency, frequency drift can enable the APF system to obtain the steady-state error is small, can also have good frequency selectivity and robustness of grid frequency. Compared with conventional passive damping and active damping, new active damping method APF has good robustness to the grid impedance, which can guarantee the stability and effectiveness of APF system to eliminate the resonance impedance fluctuations in a wide range.

【技术实现步骤摘要】
一种LCL有源电力滤波器控制方法
本专利技术涉及一种LCL有源电力滤波器，尤其涉及一种LCL有源电力滤波器控制方法。
技术介绍
随着大量非线性负载装置在电网中的广泛使用，电网中的谐波污染问题日益严重，谐波治理受到人们越来越多的重视。有源电力滤波器(activepowerfilter，APF)与传统的由电感、电容和电阻组成的无源电力滤波器相比，具有滤波特性好、体积小、应用灵活等特点。随着半导体器件成本的降低，APF逐渐成为电力系统谐波抑制的研究热点和发展方向。APF常用的电流控制方法主要有滞环控制和同步旋转坐标系下的PI控制，二者各有优缺点。前者具有实现简单、鲁棒性好的优点，但不能做到无静差控制，而且开关频率不确定，给输出滤波器的设计带来困难；后者可以实现无静差跟踪，但由于APF的误差信号含有多个频率正弦信号，因此需要进行多个频率下的坐标变换，算法较为繁琐。广义积分控制可以在静止坐标系下实现APF的无静差电流跟踪控制，不需要进行坐标变换，算法实现较为简单，受到国内外学者的重视。为了抑制APF开关频率电流谐波，需要使用输出滤波器，传统的主要有L、LC滤波器。近年来LCL滤波器成为人们的研究热点，其相对前者的突出优点是以较小的总电感量即可实现较理想的谐波抑制效果，成本优势明显，同时也提高了系统的动态性能，但需要加入阻尼控制。目前有无源阻尼和有源阻尼两种方法，无源阻尼简单可靠，但在高压大功率场合下损耗严重。有源阻尼通过控制算法来避免谐振问题，主要有虚拟电阻法、状态变量反馈法和基于遗传算法的方法。
技术实现思路
为了克服系统中LCL滤波器谐振的难题，本专利技术提出一种LCL有源电力滤波器控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术通过建立APF系统，分析电网参数摄动对广义积分器和LCL滤波器的影响。在此基础上提出一种新的控制方法，包括基于参数在线调整的新型广义积分器和基于滑模控制的新型有源阻尼两个部分。LCL有源电力滤波器控制方法包括有源电力滤波器系统、新型广义积分器和新型有源阻尼三个部分。所述有源电力滤波器系统由电压源型逆变器和LCL输出滤波器串联组成，LCL滤波器用于滤除开关频率处谐波。所述新型广义积分器采用参数在线调整侧策略，能够对各次谐波的增益不发生衰减。所述新型有源阻尼采用滑模控制方式，能够消除电网阻抗摄动对系统的影响。本专利技术的有益效果是：基于参数在线调整的广义积分器通过使其谐振频率实时跟踪谐波电流频率的方法，在电网频率漂移时仍可使APF系统获得很小的稳态误差，可以同时具有良好的频率选择性和对电网频率的鲁棒性。对比无源阻尼和常规的有源阻尼，基于滑模控制的新型有源阻尼方法使APF对电网阻抗具有良好的鲁棒性，即电网阻抗在较大范围内波动时仍能保证对谐振抑制的有效性和APF系统稳定。附图说明图1LCL有源电力滤波器系统。图2LCL有源电力滤波器的控制框图。图3新型广义积分器。具体实施方式图1中，有源电力滤波器系统由电压源型逆变器和LCL输出滤波器串联组成，LCL滤波器用于滤除开关频率处谐波。非线性负载为三相二极管整流桥带阻感负载。图1中为电网阻抗；、和分别为逆变器侧电感、网侧电感和滤波电容；为电网电压；、、(k=a、b、c)分别为电网电流、负载电流和滤波通道电流。APF工作在受控电压源模式，采用对电网电流is进行闭环跟踪的控制策略。由图1可知，、的作用相当于扰动。图2中表示电流控制器环节，代表LCL滤波器环节，采用基于瞬时无功功率的方法从电网电流中提取出基波分量，为要补偿的电网谐波电流。图3中，首先令广义积分器中的初值为，然后通过锁相环实时跟踪电网频率，并将其输出的频率与50Hz相比较，当频差的绝对值大于设定的误差限时，则令当前的谐振频率，否则令。由于控制器参数和实际中电流谐波频率的频差始终小于，因此基于参数在线调整的广义积分器保证了电网频率漂移时，广义积分器对各次谐波的增益不发生衰减，改善了APF对电网主要次谐波电流的抑制效果。采用一种基于滑模控制(slidingmodecontrol，SMC)的新型有源阻尼方法，利用滑模控制鲁棒性强的优点，来消除电网阻抗摄动对APF系统的影响。图中，在LCL有源电力滤波器的控制的基础上串入滑模控制SMC实现有源阻尼控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LCL有源电力滤波器控制方法，其特征在于：包括有源电力滤波器系统、新型广义积分器和新型有源阻尼三个部分。

【技术特征摘要】
1.一种LCL有源电力滤波器控制方法，其特征在于：包括有源电力滤波器系统、新型广义积分器和新型有源阻尼三个部分。2.如权利要求1所述的LCL有源电力滤波器控制方法，其特征在于所述有源电力滤波器系统由电压源型逆变器和LCL输出滤波器串联组成，LCL滤波器用于滤除开关频率处...

【专利技术属性】
技术研发人员：田佳聪，
申请(专利权)人：田佳聪，
类型：发明
国别省市：辽宁,21