有源电力滤波器电气参数在线辨识系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统及方法，建立APF在dq同步旋转坐标系下的数学模型，并对其在线辨识方法进行分析。给出有源电力滤波器在线辨识的非线性控制方法，利用波波夫超稳定理论，设计电感自适应律观测器，所设计的APF在线辨识自适应系统具有较好的稳态和动态性能，特别是对补偿电流的精确计算提供了较好的参数。仿真证明了所提理论的正确性和控制策略的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子运行
，尤其涉及一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统及方法。
技术介绍
目前谐波含量的存在对电网的影响十分巨大，所以各种滤波设备便由之而来，有源滤波器在此具有突出的应用，但高性能的有源电力滤波器系统跟踪指令的性能要求很高，同时当外部出现扰动的时候，抗扰能力和鲁棒性要求也比较高。所以，在线辨识电气参数的能力对有源电力滤波器(APF)的要求很高，同时还要求有源电力滤波器根据所辨识的参数自动调节控制器的结构和控制的参数。近些年来有源电力滤波器的控制算法层出不穷，都各自提高了对谐波电流的补偿效果，但是相继的问题也被忽略，随着电抗器长时间的运行，会不断老化，电抗器的参数也会逐渐发生变化，三相不对称程度加剧，这很严重的影响了计算补偿回路电流的数值。在有源电力滤波器运行工作中，由于运行时间过长、温度等不确定性因素的影响，有源电力滤波器对谐波电流的补偿效果经常与理论值相差较大，因而准确性被质疑。因此，电网运行管理部门需要一种更为准确的、在线辨识有源电力滤波器实施参数的检测方法。总而言之，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题是：如何在有源滤波器运行的过程中找到一种高效的检测方法来有效的增强谐波电流计算的稳定性。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统及方法,该系统及方法能够在不影响有源电力滤波器正常运行的情况下在线辨识出有源电力滤波器的电气参数。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统，包括：参考模型、可调模型以及参数自适应调整模块；所述参考模型和可调模型输入量相同，所述参考模型和可调模型的输出量的偏差值输入参数自适应调整模块；所述参数自适应调整模块根据输入量以及输出偏差值，通过设计自适应律调整调整可调模型的输出，使得参考模型和可调模型的输出量的偏差值为零。进一步地，所述参考模型和可调模型的输入量相同且输出量为相同物理含义。进一步地，所述参考模型为有源电力滤波器的结构模型，所述可调模型为有源电力滤波器在dq坐标系下的数学模型。一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统的辨识方法，包括以下步骤：(1)确定有源电力滤波器电气参数在线辨识参考模型和可调模型，所述可调模型为与参考模型相对应的具有相同的动态响应的数学模型；(2)将有源电力滤波器在dq坐标系下的状态方程表示为矩阵形式，引入可调参数得到可调模型的状态空间方程；(3)求取可调参数的自适应律，根据所述可调参数的自适应律，调整可调模型的输出，使得参考模型和可调模型的输出量的偏差值为零。进一步地，所述步骤(1)中，参考模型为有源电力滤波器的结构模型，所述可调模型为有源电力滤波器在dq坐标系下的数学模型。进一步地，所述步骤(2)中，可调模型的状态空间方程具体为： d i ^ d t = A ^ i ^ + B ^ u + C ^ ]]>其中，为电流状态矢量在可调模型中的输出，为可调参数，为未知参数电感矢量；R为电阻，w为角频率，Udc为直流侧电压。进一步地，所述步骤(3)中，求取可调参数的自适应律的方法具体为：根据将有源电力滤波器在dq坐标系下的状态方程以及可调模型的状态空间
方程，得到标准波波夫非线性反馈系统；将标准波波夫非线性反馈系统分解为非线性反馈回路和线性定常前向回路；按照超稳定性理论，假设非线性反馈回路满足波波夫积分不等式，且线性定常前向回路为严格正实时，系统稳定；将可调参数的自适应律设计为具有记忆性质的积分环节的PI调节器；根据系统稳定的条件求取PI调节器的具体表示形式，得到参数的自适应律。进一步地，所述可调参数的自适应律具体为： m ^ = ( k f 2 + k f 1 s ) ( - R i d ^ v 1 - R i q ^ v 2 + U d v 1 + U d v 2 - U d c v 1 - U d c v 2 ) + m ^ ( 0 ) ; ]]>其中，是参数m初始估计值,均为正数，R为电阻，v1、v2为2维输入矢量，Ud、Uq分别为三相电压在dq轴分量，分别为三相电流在dq轴分量，Udc为直流侧电压。本专利技术的有益效果是：1、提升了有源电力滤波器参数采集的实时性与准确性。2、本专利技术的电气参数实时辨识方法比常规的计算方法更加准确，为谐波电流的计算提供了更为准确的参数基础。3、能够在外部出现扰动的时候，增强有源电力滤波器的抗扰能力并且具有较好的鲁棒性。附图说明图1为有源电力滤波器电气参数在线辨识系统结构框图；图2为非线性反馈系统示意图；图3为等价非线性时变系统反馈框图；图4为电感自适应辨识的结果；图5为补偿电流ica跟踪指令电流ica*示意图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统，如图1所示，包括：参考模型、
可调模型以及参数自适应调整模块；参考模型和可调模型输入量相同，参考模型和可调模型的输出量的偏差值输入参数自适应调整模块；参数自适应调整模块根据输入量以及输出偏差值，通过设计自适应律调整调整可调模型的输出，使得参考模型和可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统，其特征是，包括：参考模型、可调模型以及参数自适应调整模块；所述参考模型和可调模型输入量相同，所述参考模型和可调模型的输出量的偏差值输入参数自适应调整模块；所述参数自适应调整模块根据输入量以及输出偏差值，通过设计自适应律调整调整可调模型的输出，使得参考模型和可调模型的输出量的偏差值为零。

【技术特征摘要】
1.一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统，其特征是，包括：参考模型、可调模型以及参数自适应调整模块；所述参考模型和可调模型输入量相同，所述参考模型和可调模型的输出量的偏差值输入参数自适应调整模块；所述参数自适应调整模块根据输入量以及输出偏差值，通过设计自适应律调整调整可调模型的输出，使得参考模型和可调模型的输出量的偏差值为零。2.如权利要求1所述的一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统，其特征是，所述参考模型和可调模型的输入量相同且输出量为相同物理含义。3.如权利要求1所述的一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统，其特征是，所述参考模型为有源电力滤波器的结构模型，所述可调模型为有源电力滤波器在dq坐标系下的数学模型。4.一种权利要求所述的有源电力滤波器电气参数在线辨识系统的辨识方法，其特征是，包括以下步骤：(1)确定有源电力滤波器电气参数在线辨识参考模型和可调模型，所述可调模型为与参考模型相对应的具有相同的动态响应的数学模型；(2)将有源电力滤波器在dq坐标系下的状态方程表示为矩阵形式，引入可调参数得到可调模型的状态空间方程；(3)求取可调参数的自适应律，根据所述可调参数的自适应律，调整可调模型的输出，使得参考模型和可调模型的输出量的偏差值为零。5.如权利要求4所述的一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统的辨识方法，其特征是，所述步骤(1)中，参考模型为有源电力滤波器的结构模型，所述可调模型为有源电力滤波器在dq坐标系下的数学模型。6.如权利要求4所述的一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统的辨识方法，其特征是，所述步骤(2)中，可调模型的状态空间方程具体为： d i ^ d t = A ^ i ^ + B ^ u + C ^ ]]>其中，为电流状态矢量在可调模型中的输出，为可调参数，为未知参数电感矢量；R为电阻，w为角频率，Udc为直流侧电压。7.如权利要求4所述的一种有源电力滤波器电气参数在线辨识系统的辨识方法，其特征是，所述步骤(3)中，求取可调参数的自适应律的方法具体为：根据将有源电力滤波器在dq坐标系下的状态方程以及可调模型的状态空间方程，得到标准波波夫非线性反馈系统；将标准波波夫非线性反馈系统分解为非...

【专利技术属性】
技术研发人员：程新功，唐余龙，李玮玮，王晗，王玉真，于明珠，殷文月，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37