一種模塊化有源電力濾波器并聯(lián)環(huán)流解耦控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模塊化有源電力濾波器并聯(lián)環(huán)流解耦控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國工業(yè)化規(guī)模擴大，越來越多的非線性負荷被投入電網(wǎng)運行，造成電網(wǎng)諧波污染日益嚴重，對于先進的諧波治理裝置APF來說，單個裝置容量和調節(jié)能力已經(jīng)不能滿足當前電網(wǎng)諧波治理要求。因此，人們通常將多臺小容量的APF并聯(lián)運行，構成模塊化結構的大功率APF并聯(lián)系統(tǒng)。然而，APF并聯(lián)系統(tǒng)由于各模塊電氣距離較近，運行時會在模塊間存在環(huán)流等交互作用，在增加了系統(tǒng)損耗的同時，由于各模塊電流閉環(huán)控制系統(tǒng)之間存在環(huán)流耦合，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。當前，人們對于模塊化變流器環(huán)流問題的研宄，更多集中在并網(wǎng)逆變器或不間斷電源領域，而針對模塊化APF的并聯(lián)環(huán)流的抑制與解耦控制研宄卻很少見。國內有學者提出雙閉環(huán)控制策略抑制環(huán)流，其中內環(huán)環(huán)流反饋值采用兩模塊輸出電流差的均分值，該方法當兩模塊輸出電流的非環(huán)流分量不相等時，并不能精確提取環(huán)流值從而有效抑制環(huán)流。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供了一種模塊化有源電力濾波器并聯(lián)環(huán)流解耦控制方法，它可以有效地消除模塊間由環(huán)流引起的相互耦合，抑制并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流，提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和諧波補償效果。
[0004]本發(fā)明采用了以下技術方案:一種模塊化有源電力濾波器并聯(lián)環(huán)流解耦控制方法，它包括以下步驟:
步驟一，檢測負載電流4，檢測點①或②的選擇取決于模塊化APF所采用的控制模式；
步驟二，檢測兩模塊直流側電壓值"dcl、Uic2'
步驟三，檢測電網(wǎng)三相電壓，通過鎖相環(huán)PLL獲取裝置連接點系統(tǒng)電壓％的同步信號
步驟四，各模塊結合上述采樣信號負載電流Λ、直流側電壓及其參考值化*以及同步信號〃u，通過指令電流生成環(huán)節(jié)，生成各模塊諧波補償指令電流Λ*和i2* ;
步驟五，檢測各模塊輸出補償電流^和i2，計算各模塊輸出補償電流和指令電流的偏差值，Δ ?* -11, Δ i2=i2* -12；
步驟六，各模塊分別采用PI控制器對補償偏差電流Ai1和Λ /2進行調節(jié)，各模塊PI控制器在調節(jié)后分別輸出值％和"22;各模塊PI控制器采用相同的比例系數(shù)和積分系數(shù)，分別為《和馬，并存在關系KJKl=Lll, Z為各模塊的網(wǎng)側連接電感值；
步驟七，計算兩模塊電流控制誤差之差Δ Δ 1- Δ I1- Δ i2；
步驟八，采用前饋控制器對電流控制誤差之差Δ Ai進行調節(jié)，前饋控制器采用I積分控制器，I積分控制器積分系數(shù)為m，Δ Δ i經(jīng)過I積分控制器調節(jié)后的輸出值為?12;步驟九，計算各模塊控制器輸出調制電壓4和U2, U1= U1- U12, U2= U22jTUvz' 步驟十，根據(jù)調制波電壓為4和，采用空間矢量脈寬調制(SVPWM)方式輸出PWM觸發(fā)脈沖，從而觸發(fā)各模塊的絕緣柵雙極型晶體管。
[0005]本發(fā)明具有以下有益效果:采用了以上技術方案后，本發(fā)明用來解決模塊化APF并聯(lián)系統(tǒng)各【附圖說明】模塊控制系統(tǒng)之間的環(huán)流耦合問題。本發(fā)明前饋控制策略，通過抑制各模塊電流閉環(huán)控制系統(tǒng)中的環(huán)流分量，消除存在于各模塊控制系統(tǒng)間的環(huán)流耦合。該制策略能夠實現(xiàn)t旲塊化APF各t旲塊電流控制的環(huán)流解親，有效抑制并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流，提尚控制系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和APF諧波補償效果。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明兩模塊APF并聯(lián)系統(tǒng)主電路結構。
[0007]圖2為本發(fā)明模塊化APF并聯(lián)環(huán)流解耦控制框圖。
【具體實施方式】
[0008]圖1中C為模塊直流側電容，Z為網(wǎng)側連接電感；力和i2分別為模塊I和模塊2輸出電流，叉為并聯(lián)系統(tǒng)電流；厶、戽為負載支路等效電感以及整流器電阻負載；7?g、Zg為電網(wǎng)等效阻感，"g為電網(wǎng)電壓，圖2中，I為裝置連接點電網(wǎng)電壓％同步信號，由鎖相環(huán)PLL生成UAc2、Ui^分別為兩模塊直流側電壓和參考值為負載電流，兩個檢測點①和②的選擇取決于模塊化APF所采用的控制模式；L為各模塊的網(wǎng)側連接電感值。
[0009]在圖1和圖2中，本發(fā)明提供了一種模塊化有源電力濾波器并聯(lián)環(huán)流解耦控制方法，其特征是它包括以下步驟:一種模塊化有源電力濾波器并聯(lián)環(huán)流解耦控制方法，其特征是它包括以下步驟:
步驟一，檢測負載電流4，檢測點①或②的選擇取決于模塊化APF所采用的控制模式；
步驟二，檢測兩模塊直流側電壓值"dcl、Uic2'
步驟三，檢測電網(wǎng)三相電壓，通過鎖相環(huán)PLL獲取裝置連接點系統(tǒng)電壓％的同步信號
步驟四，各模塊結合上述采樣信號負載電流Λ、直流側電壓及其參考值化*以及同步信號〃u，通過指令電流生成環(huán)節(jié)，生成各模塊諧波補償指令電流Λ*和i2* ;
步驟五，檢測各模塊輸出補償電流^和i2，計算各模塊輸出補償電流和指令電流的偏差值，Δ ?* -11, Δ i2=i2* -12；
步驟六，各模塊分別采用PI控制器對補償偏差電流Ai1和Λ /2進行調節(jié)，各模塊PI控制器在調節(jié)后分別輸出值％和"22;各模塊PI控制器采用相同的比例系數(shù)和積分系數(shù)，分別為《和馬，并存在關系KJKl=Lll, Z為各模塊的網(wǎng)側連接電感值；
步驟七，計算兩模塊電流控制誤差之差Δ Δ 1- Δ I1- Δ i2；
步驟八，采用前饋控制器對電流控制誤差之差Δ Ai進行調節(jié)，前饋控制器采用I積分控制器，I積分控制器積分系數(shù)為m，Δ Δ i經(jīng)過I積分控制器調節(jié)后的輸出值為?12;步驟九，計算各模塊控制器輸出調制電壓4和U2, U1= U1- U12, U2= U22jTUvz'
步驟十，根據(jù)調制波電壓為4和?2，采用空間矢量脈寬調制(SVPWM)方式輸出PWM觸發(fā)脈沖，從而觸發(fā)各模塊的絕緣柵雙極型晶體管。
【主權項】
1.一種模塊化有源電力濾波器并聯(lián)環(huán)流解耦控制方法，其特征是它包括以下步驟: 步驟一，檢測負載電流4，檢測點①或②的選擇取決于模塊化APF所采用的控制模式； 步驟二，檢測兩模塊直流側電壓值"dcl、Uic2' 步驟三，檢測電網(wǎng)三相電壓，通過鎖相環(huán)PLL獲取裝置連接點系統(tǒng)電壓％的同步信號 步驟四，各模塊結合上述采樣信號負載電流Λ、直流側電壓及其參考值化*以及同步信號〃u，通過指令電流生成環(huán)節(jié)，生成各模塊諧波補償指令電流Λ*和i2* ; 步驟五，檢測各模塊輸出補償電流^和i2，計算各模塊輸出補償電流和指令電流的偏差值，Δ ?* -11, Δ i2=i2* -12； 步驟六，各模塊分別采用PI控制器對補償偏差電流Ai1和Λ /2進行調節(jié)，各模塊PI控制器在調節(jié)后分別輸出值％和"22;各模塊PI控制器采用相同的比例系數(shù)和積分系數(shù)，分別為《和馬，并存在關系KJKl=Lll, Z為各模塊的網(wǎng)側連接電感值； 步驟七，計算兩模塊電流控制誤差之差Δ Δ 1- Δ I1- Δ i2； 步驟八，采用前饋控制器對電流控制誤差之差Δ Ai進行調節(jié)，前饋控制器采用I積分控制器，I積分控制器積分系數(shù)為m，Δ Δ i經(jīng)過I積分控制器調節(jié)后的輸出值為?12; 步驟九，計算各模塊控制器輸出調制電壓4和U2, U1= U1- U12, U2= U22jTUvz' 步驟十，根據(jù)調制波電壓為4和?2，采用空間矢量脈寬調制(SVPWM)方式輸出PWM觸發(fā)脈沖，從而觸發(fā)各模塊的絕緣柵雙極型晶體管。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模塊化有源電力濾波器并聯(lián)環(huán)流解耦控制方法，檢測負載電流iL、兩模塊直流側電壓值Udc1、Udc2和電網(wǎng)三相電壓；各模塊結合上述采樣信號負載電流iL、直流側電壓Udc1、Udc2及其參考值Udc*以及同步信號θu，通過指令電流生成環(huán)節(jié)，生成各模塊諧波補償指令電流i1*和i2*；檢測各模塊輸出補償電流i1和i2，計算各模塊輸出補償電流和指令電流的偏差值；各模塊分別采用PI控制器對補償偏差電流Δi1和Δi2進行調節(jié)；計算兩模塊電流控制誤差之差；采用前饋控制器對電流控制誤差之差進行調節(jié)；計算各模塊控制器輸出調制電壓u1和u2；根據(jù)調制波電壓為u1和u2觸發(fā)各模塊的絕緣柵雙極型晶體管。
【IPC分類】H02J3-01
【公開號】CN104734157
【申請?zhí)枴緾N201510077665
【發(fā)明人】許勝
【申請人】泰州學院
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年2月13日