有源电力滤波器新型电流控制方法技术

有源电力滤波器新型电流控制方法公开一种有源电力滤波器新型电流控制方法。该控制方法基于间接电流控制策略，即不需要进行负载电流测量与谐波检测，而是直接在电网侧提取电网电流，并将比例积分与矢量比例积分控制器结合使用以对电网电流进行控制，从而实现谐波补偿。谐波补偿器由比例积分PI（Proportional Integral）控制器与矢量比例积分VPI(Vector PI)控制器并联组成,工作在基频旋转坐标系下。PI-VPI控制器补偿方法使得有源电力滤波器结构变得简单,并且与传统方法相比具有更好的性能。此外PI-VPI控制器补偿方法不仅能够补偿谐波电流，还能使得电网侧获得单位功率因数。

Novel current control method for active power filter

A novel current control method for active power filter, and a new current control method for active power filter is presented. The control strategy based on the indirect current control method, which does not need to load current measurement and harmonic detection, but directly in the grid side extraction of grid current and proportional integral and proportional integral controller using the vector control of grid current, so as to achieve harmonic compensation. The harmonic compensator consists of a proportional integral PI (Proportional Integral) and vector controller proportional integral VPI (Vector PI) controller in parallel form, the fundamental work in rotating coordinates. The PI-VPI controller compensation method makes the active power filter structure simple and has better performance than traditional methods. In addition, the PI-VPI controller compensation method can not only compensate the harmonic current, but also obtain the unity power factor at the grid side.

【技术实现步骤摘要】
有源电力滤波器新型电流控制方法
本专利技术属于谐波电流控制领域，尤其涉及一种基于间接电流控制策略的并联型有源电力滤波器。
技术介绍
在电力系统中，各种谐波源产生的谐波也对电力系统环境造成了严重的污染。尤其电力电子装置等非线性负载的日益广泛应用，其产生的谐波和无功对电质量产生了很大的影响，也就产生了电能质量这一概念。改善电能质量对于电网和电器设备的安全、经济运行，保障产品质量以及人民生产生活的正常运行等均有重要意义。针对以上问题，目前常用的解决方案是使用滤波器，常用的滤波器主要有无源滤波器和有源电力滤波器，无源滤波器结构简单且成本较低，但是其补偿能力在很大程度上依赖于电网的阻抗，因此很有可能引起共振问题。并联型有源电力滤波器能够补偿许多种非线性负载造成的谐波，并且在负载突变时能够提供较快的反应。典型的并联型有源电力滤波器包括指令电流运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路及主电路。传统的控制方法中要求检测谐波电流，产生参考电流并要求滤波器电流能够实时跟随参考电流，其结构复杂，投资成本大，控制性能受多方面的影响。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提出基于间接电流控制策略的电流控制方法，即不需要进行负载电流测量与谐波检测，而是直接在电网侧提取电网电流，并将比例积分与矢量比例积分控制器结合使用以对电网电流进行控制，从而实现谐波补偿。本专利技术采用的技术方案是，一种并联型有源电力滤波器，包括主电路模块、功率开关驱动模块、DSP开发板、电压外环、电流内环以及锁相环。所述的主电路采用三相全控桥电路，全控器件采用IGBT，其具有输入阻抗高、热稳定性好、工作频率高、耐压耐流大及驱动功率小等优点。所述间接电流控制策略的有源电力滤波器系统由两个控制环组成，电压外环和电流内环。所述电压外环实际上是比例积分-谐振控制器，PI控制器的目的在于调节基频电流，比例谐振（ProportionResonance，PR）控制器用来调节谐波电流。所述电流内环为PI-VPI控制器，用来调节电网电流，有效实现电网电流信号正弦化，并且能够调节高频谐波电流信号。所述锁相环（PhaseLockingLoop，PLL）对于任意一个与电网相连的变换器来说都是必不可少的组成部分，它用来跟踪电网电压的相位。本专利技术的有益效果是，利用本专利技术的电流控制策略，可以在不进行谐波电流检测的情况下，有效地实现谐波补偿。其结构简单，控制性能好，并且能够节约成本。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。本专利技术保护范围不仅局限于以下内容的表述。图1是本专利技术电路原理框图。具体实施方式如图所示，本专利技术包括包括主电路模块、功率开关驱动模块、DSP开发板、电压外环、电流内环以及锁相环。所述的主电路采用三相全控桥电路，全控器件采用IGBT，其具有输入阻抗高、热稳定性好、工作频率高、耐压耐流大及驱动功率小等优点。以IGBT为基本功率开关元件，构成三相逆变器的专用功能模块。所述间接电流控制策略的有源电力滤波器系统由两个控制环组成，电压外环和电流内环。电压外环旨在保持有源电力滤波器直流侧电压恒定，跟随参考电压，并且能够帮助有源电力滤波器对负载突变情况作出响应，以维持系统稳定，其输出作为基频旋转坐标系下的参考有功电流；电流内环使用PI-VPI电流控制器，其输出作为有源电力滤波器的控制信号。所述电压外环实际上是比例积分-谐振控制器，旨在保持有源电力滤波器直流侧电压恒定。其中，PI控制器的目的在于调节基频电流，比例谐振（ProportionResonance，PR）控制器用来调节谐波电流。所述电流内环为PI-VPI控制器，用来调节电网电流，有效实现电网电流信号正弦化，并且能够调节高频谐波电流信号。PI-VPI的主要优点在于无论低频还是高频，都可以获得很高增益，从而能够确保在补偿谐波电流时获得零稳态误差。所述锁相环（PhaseLockingLoop，PLL）对于任意一个与电网相连的变换器来说都是必不可少的组成部分，它用来跟踪电网电压的相位。为了克服电网电压中包谐波的非正弦信号对PLL的影响，本专利技术在锁相环前面加入带通滤波器（BandPassFilter，BPF），使得电网电压中只有基频信号可以通过BPF，从而提高PLL的准确性。以上关于本专利技术的具体描述，没有局限性，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本专利技术进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
有源电力滤波器新型电流控制方法，其特征在于：提出一种基于间接电流控制策略的新型电流控制方法，即不需要进行负载电流测量与谐波检测，而是直接在电网侧提取电网电流，并将比例积分与矢量比例积分控制器结合使用以对电网电流进行控制，从而实现谐波补偿。

【技术特征摘要】
1.有源电力滤波器新型电流控制方法，其特征在于：提出一种基于间接电流控制策略的新型电流控制方法，即不需要进行负载电流测量与谐波检测，而是直接在电网侧提取电网电流，并将比例积分与矢量比例积分控制器结合使用以对电网电流进行控制，从而实现谐波补偿。2.根据权利要求1所述的有源电力滤波器新型电流控制方法，其特征在于有源电力滤波器系统由两个控制环组成，电压...

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