CN102110984B - 一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法 - Google Patents

一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102110984B
CN102110984B CN2011100546784A CN201110054678A CN102110984B CN 102110984 B CN102110984 B CN 102110984B CN 2011100546784 A CN2011100546784 A CN 2011100546784A CN 201110054678 A CN201110054678 A CN 201110054678A CN 102110984 B CN102110984 B CN 102110984B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
brachium pontis
ref
power system
electric power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2011100546784A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102110984A (zh
Inventor
乐健
刘开培
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Talent Sci Co ltd
Original Assignee
Wuhan University WHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University WHU filed Critical Wuhan University WHU
Priority to CN2011100546784A priority Critical patent/CN102110984B/zh
Publication of CN102110984A publication Critical patent/CN102110984A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102110984B publication Critical patent/CN102110984B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/20Active power filtering [APF]

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法,利用空间矢量控制方法作为核心计算得到桥臂输出电压参考值的基本量;利用电流滞环控制方法作为核心计算得到桥臂输出电压参考值的调节量。有源电力滤波器桥臂参考电流与实际输出电流之间的误差较小时,电流滞环控制不起作用,保证在负载谐波含量较小时有源电力滤波器具有较高的控制精度;而误差较大时,计算得到的调节量与基本量相加,保证在负载谐波含量较大时有源电力滤波器具有较快的响应速度。该方法能提高四桥臂有源电力滤波器的自适应能力,使得四桥臂有源电力滤波器能在各种不同的谐波状况下均能对谐波电流和系统中线电流进行良好的补偿。

Description

一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法
技术领域  
本发明涉及有源电力滤波器的技术领域,特别涉及一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法。
背景技术  
四桥臂并联有源电力滤波器被广域应用于解决三相四线制电力系统中日益严重的谐波和中线电流过大的问题。随着非线性负荷应用的不断增加,三相四线制电力系统中的谐波和中线电流出现了新的特征:在不同季节、不同月份、不同工作日、甚至在同一工作日的不同时段,谐波特性的变化较大。因此对有源电力滤波器新的要求是在负载谐波含量较大时能对谐波和中线电流进行良好的补偿,即具有快速响应性;在负载谐波含量较小时自身输出的纹波电流较小,即具有高控制精度。综合而言即要求有源电力滤波器具有较高的自适应能力。
影响有源电力滤波器补偿快速性和控制精度的因素主要包括:(1)参考电流的计算。其计算的速度和准确性将分别影响有源电力滤波器的响应速度和控制精度。(2)有源电力滤波器的元件参数和运行参数。主要包括桥臂输出电感值、直流侧电压等。(3)开关控制策略。有源电力滤波器基本的开关控制方法可分为开关频率不固定的方法,如电流滞环控制,和开关频率固定的方法,后者又可分为载波型和空间矢量型两种。在上述影响因素中,参考电流的计算方法和有源电力滤波器的参数一般在运行过程中基本保持不变,因此研究适用的开关控制策略以确保有源电力滤波器具有较高的自适应能力是最可行的方案。
在四桥臂并联有源电力滤波器的开关控制策略中,电流滞环控制能使得桥臂输出电流在一个开关控制周期内具有恒定的变化率,相当于存在一定的过补偿,因此其响应速度快,适用于谐波含量较大的情况。但这种过补偿使得在谐波含量较小时补偿电流中纹波电流也较大,控制精度变差,同时它存在开关频率不固定的缺点。载波控制和空间矢量控制均是通过改变一个开关控制周期内开关管开通和关断时间的比例来控制输出电流,控制精度高,开关频率固定。但由于参考值计算和电流变化时必然存在的滞后,这两种控制方式均存在当谐波含量较大时响应速度不足的问题。
为了解决上述常规开关控制策略无法兼顾高谐波含量时响应速度要求和低谐波含量时控制精度要求的矛盾,一些研究提出了诸如基于预测技术、基于人工智能技术等的解决方法,但均存在实现复杂的缺点而未得到广泛应用。
因此,若能设计一种将电流滞环与空间矢量控制相结合的复合控制策略,充分利用电流滞环控制响应速度快以及空间矢量控制控制精度高的优点,将能保证并联有源电力滤波器在不同谐波状况时均具有良好的补偿性能,提高有源电力滤波器的自适应能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法。该方法使得四桥臂并联有源电力滤波器同时具有控制精度高和响应速度快的优点,能满足各种谐波状况下谐波和中线电流补偿的要求。
本发明的技术方案为一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器的控制方法,所述四桥臂并联有源电力滤波器,包括并联在电力系统和非线性负荷之间的四桥臂有源电力滤波器,四桥臂有源电力滤波器中的桥臂A,B,C,N接入电力系统和非线性负荷之间的节点分别记为a,b,c,n,四桥臂有源电力滤波器中的桥臂A,B,C分别输出电流i Fa , i Fb , i Fc ,电流i Fn 流入桥臂N,直流侧电容与桥臂A,B,C,N均并联;非线性负荷的电流信号包括电流i La , i Lb , i Lc i Ln ,非线性负荷吸收电流i La , i Lb , i Lc ,输出电流i Ln ,电流i La , i Lb , i Lc 为补偿前的电力系统电流,电流i Ln 为中线电流;电力系统提供电压信号u Sa , u Sb , u Sc ,电力系统的电流信号包括电流i Sa , i Sb , i Sc , i Sn ,电力系统提供电流i Sa , i Sb , i Sc 电流i Sn 沿中线流回电力系统,电流i Sa , i Sb , i Sc 为补偿后的电力系统电流,电流i Sn 为中线电流;桥臂A的上下开关管 SW Ap SW An 由控制脉冲SApSAn分别控制,桥臂B的上下开关管SW Bp SW Bn 由控制脉冲SBpSBn分别控制,桥臂C的上下开关管 SW Cp SW Cn 由控制脉冲SCpSCn分别控制,桥臂N的上下开关管SW Np SW Nn 由控制脉冲SNpSNn分别控制;通过设置控制脉冲SApSAn, SBpSBnSCpSCnSNpSNn消除谐波,并使得电力系统的中线电流i Sn 减小为0,脉冲设置实现方式包括以下步骤, 
某一开关控制周期内补偿前电力系统的畸变电流信号为电流i La , i Lb , i Lc ,通过电流i La , i Lb , i Lc 得到50Hz正序有功分量i Laf , i Lbf , i Lcf ,并作为补偿后电力系统电流的目标信号;将电流i La , i Lb , i Lc 减去各自50Hz正序有功分量i Laf , i Lbf , i Lc ,得到桥臂A,B,C输出电流的参考电流信号i Fa,ref , i Fb,ref , i Fc,ref ;桥臂N输出电流的参考电流信号i Fn,ref 等于非线性负荷的中线电流i Ln
根据参考电流信号i Fa,ref , i Fb,ref , i Fc,ref , i Fn,ref 和四桥臂有源电力滤波器的电压电流方程,计算得到桥臂A,B,C中点对桥臂N中点电压的参考电压信号u AN,ref , u BN,ref , u CN,ref ,然后计算得到桥臂A,B,C,N中点对直流侧电容中点M的参考电压信号基本量u AM,ref1, u BM,ref1, u CM,ref1, u NM,ref1; 
将桥臂A,B,C输出电流的参考电流信号i Fa,ref , i Fb,ref , i Fc,ref 分别减去桥臂A,B,C实际的电流i Fa , i Fb , i Fc ,得到桥臂A,B,C输出电流的误差信号i Fa,err , i Fb,err , i Fc,err ;根据误差信号i Fa,err , i Fb,err , i Fc,err 计算得到桥臂A,B,C参考电压信号调节量u AM,ref2, u BM,ref2, u CM,ref2
将桥臂A,B,C的参考电压信号基本量u AM,ref1, u BM,ref1, u CM,ref1和参考电压信号调节量u AM,ref2, u BM,ref2, u CM,ref2分别相加,得到桥臂A,B,C的参考电压信号u AM,ref , u BM,ref , u CM,ref ;桥臂N的参考电压信号u CM,ref 等于桥臂N的参考电压信号基本量u CM,ref1
根据桥臂A,B,C,N的参考电压信号u AM,ref , u BM,ref , u CM,ref u NM,ref 计算得到各桥臂上开关管SW Ap , SW Bp , SW Cp , SW Np 在一开关控制周期内的开关状态转换时刻T A ,T B ,T C ,T N ,而同一桥臂下开关管的开关状态与上开关管总是为相反状态,从而得到该开关控制周期内各开关管SW Ap SW An , SW Bp SW Bn SW Cp SW Cn SW Np SW Nn 的相应控制脉冲SApSAn, SBpSBnSCpSCnSNpSNn
本发明的四桥臂并联有源电力滤波器的复合型控制方法同时具有常规电流滞环控制响应速度快和常规空间矢量控制控制精度高的优点,能提高四桥臂并联有源电力滤波器的自适应能力,在各种不同的谐波状况下均具有良好的谐波和中线电流补偿效果。同时计算简单,易于硬件实现。
附图说明
图1 是四桥臂并联有源电力滤波器的系统结构原理图;
图2 是本发明原理图。
图3 是本发明实施例的参考电流计算原理图。
图4是本发明实施例的桥臂N中点对直流电容中点M电压取值范围示意图。
图5是本发明实施例的开关状态转换时刻计算公式中取负号的控制脉冲示意图。
图6是本发明实施例的开关状态转换时刻计算公式中取正号的控制脉冲示意图。
图7是电力系统补偿前的C相电流波形和中线电流波形图。
图8是采用本发明技术方案的电力系统补偿后的C相电流波形和中线电流波形图。
图9是采用常规电流滞环控制方法的电力系统补偿后的C相电流波形和中线电流波形图。
图10是采用常规空间矢量控制方法的电力系统补偿后的C相电流波形和中线电流波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步说明。
利用四桥臂并联有源电力滤波器进行电力系统谐波和中线电流消除的原理已是成熟公开的技术,结合附图1简要说明如下:非线性负荷吸收的电流i La , i Lb , i Lc (即补偿前的电力系统电流)中包含大量谐波成分,且中线电流i Ln 较大;四桥臂有源电力滤波器并联在电力系统和非线性负荷之间,通过控制其桥臂A,B,C,N上下开关管的开关状态,使得桥臂A,B,C注入的电流i Fa , i Fb , i Fc 与电流i La , i Lb , i Lc 中除50Hz正序有功分量外的部分相等,而流入其桥臂N的电流i Fn 与电流i Ln 相等。从而使得补偿后电力系统的电流i Sa , i Sb , i Sc 为50Hz有功正序分量,而中线电流i Sn 为零,从而达到消除谐波和中线电流的目的。图中,L f 为桥臂A,B,C的输出连接电抗的电感值;L n 为桥臂N的输出连接电抗的电感值;E为直流侧电容的直流电压值,直流侧电容中点标记为M,可分成两个电容值相等的电容,电压也相等,为E/2
附图2为本发明采用的复合型四桥臂并联有源电力滤波器控制方法的原理框图,包括参考电流计算、参考电压基本量计算、参考电压调节量计算和控制脉冲生成四个部分。参考电流计算部分根据非线性负荷的电流信号i La , i Lb , i Lc i Ln 和电力系统电压信号u Sa , u Sb , u Sc ,计算得到有源电力滤波器四个桥臂输出电流的参考值信号i Fa,ref , i Fb,ref , i Fc,ref , i Fn,ref ;参考电压基本量计算部分根据电压电流方程,利用桥臂输出电流参考值信号i Fa,ref , i Fb,ref , i Fc,ref , i Fn,ref ,桥臂输出电流实际值i Fa , i Fb , i Fc , i Fn 和电力系统电压信号u Sa , u Sb , u Sc ,计算得到各桥臂中点对直流侧电容中点电压参考值信号的基本量u AM,ref1, u BM,ref1, u CM,ref1, u NM,ref1;参考电压调节量计算部分根据桥臂输出电流参考值信号i Fa,ref , i Fb,ref , i Fc,ref 和桥臂输出电流的实际值信号i Fa , i Fb , i Fc ,计算得到各桥臂中点对直流侧电容中点电压参考值的调节量u AM,ref2, u BM,ref2, u CM,ref2;控制脉冲生成部分根据各桥臂中点对直流侧电容中点电压参考值的基本量u AM,ref1, u BM,ref1, u CM,ref1, u NM,ref1和调节量u AM,ref2, u BM,ref2, u CM,ref2,生成各开关管的控制脉冲SApSAn, SBpSBnSCpSCnSNpSNn,用于控制各开关管SW Ap SW An , SW Bp SW Bn SW Cp SW Cn SW Np SW Nn 的开关状态。
下面结合附图和实施例说明上述四个部分的具体技术实现。
一、参考电流计算
通过电流i La , i Lb , i Lc 得到50Hz正序有功分量i Laf , i Lbf , i Lcf ,可以通过PQ算法或快速傅里叶变换等方法实现。PQ算法因其响应速度快而得到广泛应用,本发明实施例采用该算法来进行计算。附图3为本发明实施例采用的参考电流计算部分的原理框图。其原理和具体实现已是成熟公开的技术,简要说明如下:首先根据系统电压u Sa , u Sb , u Sc 通过闭环锁相控制环节得到电压相位信号sinwt和coswt;将非线性负荷电流信号i La , i Lb , i Lc 首先进行零序电流分离,并经过3/2坐标变换,将经过3/2变换所得的信号ip,iq分别通过低通滤波器LPF得到其直流分量                                                
Figure 189007DEST_PATH_IMAGE001
,
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE002
,该直流分量通过2/3坐标变换即可得到非线性负荷电流信号i La , i Lb , i Lc 中的50Hz正序有功分量信号i Laf , i Lbf , i Lcf ,从非线性负荷的电流信号i La , i Lb , i Lc 中减去i Laf , i Lbf , i Lcf ,即得到桥臂A,B,C输出电流的参考值信号i Fa,ref , i Fb,ref , i Fc,ref 。而桥臂N输出电流的参考值信号为非线性负荷的中线电流i Ln 。上述参考值的计算的目标是通过有源电力滤波器补偿后,电力系统电流i Sa , i Sb , i Sc 为非线性负荷电流中的50Hz正序有功分量i Laf , i Lbf , i Lcf ,即将50Hz正序有功分量i Laf , i Lbf , i Lcf 作为补偿后电力系统电流的目标信号,而中线电流i Sn 为0。
二、参考电压基本量计算
参考电压基本量计算部分的目的是得到各桥臂A,B,C,N中点对直流侧电容中点M的电压参考值的基本量u AM,ref1, u BM,ref1, u CM,ref1, u NM,ref1。如图1中,u AM , u BM , u CM , u NM 分别标识各桥臂A,B,C,N中点和直流侧电容中点M之间的电压,u AN , u BN , u CN 分别标识各桥臂A,B,C中点和桥臂N中点之间的电压。实施例的参考电压基本量计算实现过程如下: 
首先根据四桥臂有源电力滤波器的电压电流方程计算得到桥臂A,B,C中点对桥臂N中点电压的参考值量u AN,ref , u BN,ref , u CN,ref ,如公式(1)(2)(3): 
      
Figure 43831DEST_PATH_IMAGE003
(1)
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE004
(2)
      
Figure 948201DEST_PATH_IMAGE005
(3)
其中L f 为桥臂A,B,C的输出连接电抗的电感值;L n 为桥臂N的输出连接电抗的电感值。
其中桥臂N电流的计算方法为:
        
则各桥臂A,B,C,N中点对直流侧电容中点M的电压参考值调节量为:
      
Figure 521572DEST_PATH_IMAGE007
(4)
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE008
(5)
      
Figure 273628DEST_PATH_IMAGE009
(6)
电压u AN,ref , u BN,ref , u CN,ref 必须满足的条件是:
       (7)
E为直流侧电容的直流电压值,且认为其在控制过程中保持不变。
电压u AM,ref1, u BM,ref1, u CM,ref1, u NM,ref1必须满足的条件是:
       (8)
定义:
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE012
(9)
      
Figure 674708DEST_PATH_IMAGE013
(10)
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE014
(11)
可得到:
      
Figure 811291DEST_PATH_IMAGE015
(12)
附图4以u AM,ref1u NM,ref1的关系曲线为例说明了u NM,ref1的取值范围。图中以坐标原点为中心、边长为E的正方形表达u AM,ref1的取值范围,而u NM,ref1的取值范围由图中的线段oo″表示,且其取值方法为:
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE016
(13)
至此,总结各桥臂A,B,C,D中点对直流侧电容中点M的参考电压基本量的计算步骤为:
(a)     根据公式(1)~(3)计算得到u AN,ref , u BN,ref , u CN,ref
(b)    根据公式(9)~(11)计算得到u min, u mid, u max
(c)     根据公式(13)计算得到u NM,ref1
(d)    根据公式(4)~(6)计算得到u AM,ref1, u BM,ref1, u CM,ref1。如图4所示,
Figure 667121DEST_PATH_IMAGE017
Figure 788048DEST_PATH_IMAGE019
三、参考电压调节量计算
参考电压调节量计算部分的目的是根据各桥臂输出电流参考值与实际值之间的误差计算得到各桥臂中点A,B,C对直流侧电容中点M的参考电压的调节量u AM,ref2, u BM,ref2, u CM,ref2。实施例的实现过程如下:
桥臂A,B,C输出电流的误差i Fa,err , i Fb,err , i Fc,err 为:
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE020
(14)
      
Figure 480060DEST_PATH_IMAGE021
(15)
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE022
(16)
参考电压调节量u AM,ref2, u BM,ref2, u CM,ref2的计算可采用PI控制技术或根据电流误差信号大小进行分级的技术。PI控制技术已非常成熟,被广泛应用于自动控制领域PI控制,本发明实施例采用了PI控制技术,可得到参考电压调节量u AM,ref2, u BM,ref2, u CM,ref2的计算方法为:
      
Figure 404023DEST_PATH_IMAGE023
(17)
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE024
(18)
      
Figure 865091DEST_PATH_IMAGE025
(19)
以桥臂A为例说明其计算思路如下:当桥臂输出电流误差在设定范围h内,h的取值可视负荷额定容量而定,例如1A。此时参考电压调节量为0,说明参考电压基本量已能较好满足控制精度的要求;当桥臂输出电流误差超出设定范围h时,计算得到的调节量可提高有源电力滤波器的响应速度。公式(17)~(19)中的参数K p K i 的计算方法为:
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE026
(20)
T为开关器件的控制周期。
四、控制脉冲生成
控制脉冲生成部分根据计算得到的各桥臂中点A,B,C,N对直流侧电容中点M的参考电压的基本量u AM,ref1, u BM,ref1, u CM,ref1, u NM,ref1和调节量u AM,ref2, u BM,ref2, u CM,ref2来产生各开关器件SW Ap SW An , SW Bp SW Bn SW Cp SW Cn SW Np SW Nn 的控制脉冲SApSAn, SBpSBnSCpSCnSNpSNn。实施例的实现过程如下:首先计算得到一个控制周期内的各桥臂A,B,C,N中点对直流侧电容中点M的参考电压u AM,ref , u BM,ref , u CM,ref , u NM,ref
      
Figure 419569DEST_PATH_IMAGE027
(21)
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE028
(22)
      
Figure 848146DEST_PATH_IMAGE029
(23)
       (24)
在一个控制周期内,各开关管的开关状态只变化一次,若以本控制周期起始时刻为0时刻,则桥臂A,B,C,N的上开关管的开关状态变化时刻可由下式计算得到:
      
Figure 250833DEST_PATH_IMAGE031
(25)
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE032
(26)
      
Figure 831987DEST_PATH_IMAGE033
(27)
      
Figure 2011100546784100002DEST_PATH_IMAGE034
(28)
T为开关器件的控制周期。结合附图5和附图6说明公式(25)~(28)中符号的选取方法。附图5中,上一控制周期末各桥臂上开关管的控制状态为0,即为关断,则公式(25)~(28)中均取负号;附图6中,上一控制周期末各桥臂上开关管的控制状态为1,即为开通,则公式(25)~(28)中均取正号。各桥臂下开关管的控制状态与该桥臂上开关管的控制状态总是为相反状态。如此即可得到本开关控制周期内各开关管的控制脉冲。
附图7为补偿前的电力系统C相电流和中线电流波形。附图8为采用本发明复合型控制方法的四桥臂并联有源电力滤波器投入后的电力系统C相电流和中线电流波形。附图9为采用传统电流滞环控制方法的四桥臂并联有源电力滤波器投入后的电力系统C相电流和中线电流波形。附图10为采用传统空间矢量控制方法的四桥臂并联有源电力滤波器投入后的电力系统C相电流和中线电流波形。图中横坐标为时间t(单位为毫秒ms),纵坐标为电流i(单位为安A)。
从附图7~10中的C相电流波形可看到,补偿前电力系统C相电流存在较大畸变,谐波总畸变率达到42.05%;而采用常规空间矢量控制方法、常规电流滞环控制方法和本发明提出的复合型控制方法补偿时,补偿后电力系统C相电流总畸变率分别为10.92%,8.35%和4.04%。说明采用复合型控制方法时,四桥臂并联有源电力滤波器相对常规空间矢量控制方法具有更快的响应速度,相对常规电流滞环控制具有更高的控制精度。
从附图7~10中的中线电流波形可看到,补偿前电力系统中线电流较大,达到15.08A;而采用常规空间矢量控制方法、常规电流滞环控制方法和本发明提出的复合型控制方法补偿时,补偿后电力系统中线电流分别为5.04%,3.38%和2.14%。同样说明采用复合型控制方法时,四桥臂并联有源电力滤波器相对常规空间矢量控制方法具有更快的响应速度,相对常规电流滞环控制具有更高的控制精度。
因此,本发明所提出的复合型四桥臂并联有源电力滤波器的控制方法同时具有响应速度快和控制精度高的优点,有效地提高了四桥臂并联有源电力滤波器的自适应能力。同时计算简单,易于硬件实现,具有很高的实用性和应用价值。
以上实施例仅供说明本发明之用,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变换或变型,因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴之内,应由各权利要求限定。

Claims (1)

1.一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法,所述四桥臂并联有源电力滤波器,包括并联在电力系统和非线性负荷之间的四桥臂有源电力滤波器,四桥臂有源电力滤波器中的桥臂A,B,C,N接入电力系统和非线性负荷之间的节点分别记为a,b,c,n,四桥臂有源电力滤波器中的桥臂A,B,C分别输出电流iFa,iFb,iFc,电流iFn流入桥臂N,直流侧电容与桥臂A,B,C,N均并联;非线性负荷的电流信号包括电流iLa,iLb,iLc,iLn,非线性负荷吸收电流iLa,iLb,iLc,输出电流iLn,电流iLa,iLb,iLc为补偿前的电力系统电流,电流iLn为中线电流;电力系统提供电压信号uSa,uSb,uSc,电力系统的电流信号包括电流iSa,iSb,iSc,iSn,电力系统提供电流iSa,iSb,iSc,电流iSn沿中线流回电力系统,电流iSa,iSb,iSc为补偿后的电力系统电流,电流iSn为中线电流;桥臂A的上下开关管SWAp,SWAn由控制脉冲SAp,SAn分别控制,桥臂B的上下开关管SWBp,SWBn由控制脉冲SBp,SBn分别控制,桥臂C的上下开关管SWCp,SWCn由控制脉冲SCp,SCn分别控制,桥臂N的上下开关管SWNp,SWNn由控制脉冲SNp,SNn分别控制;其特征在于:通过设置控制脉冲SAp,SAn,SBp,SBn,SCp,SCn,SNp,SNn消除谐波,并使得电力系统的中线电流iSn减小为0,脉冲设置实现方式包括以下步骤,
某一开关控制周期内补偿前电力系统的畸变电流信号为电流iLa,iLb,iLc,通过电流iLa,iLb,iLc得到50Hz正序有功分量iLaf,iLbf,iLcf,并作为补偿后电力系统电流的目标信号;将电流iLa,iLb,iLc减去各自50Hz正序有功分量iLaf,iLbf,iLcf,得到桥臂A,B,C输出电流的参考电流信号iFa,ref,iFb,ref,iFc,ref;桥臂N输出电流的参考电流信号iFn,ref等于非线性负荷的中线电流iLn
根据参考电流信号iFa,ref,iFb,ref,iFc,ref,iFn,ref和四桥臂有源电力滤波器的电压电流方程,计算得到桥臂A,B,C中点对桥臂N中点电压的参考电压信号uAN,ref,uBN,ref,uCN,ref,然后计算得到桥臂A,B,C,N中点对直流侧电容中点M的参考电压信号基本量uAM,ref1,uBM,ref1,uCM,ref1,uNM,ref1
将桥臂A,B,C输出电流的参考电流信号iFa,ref,iFb,ref,iFc,ref分别减去桥臂A,B,C实际的电流iFa,iFb,iFc,得到桥臂A,B,C输出电流的误差信号iFa,err,iFb,err,iFc,err;根据误差信号iFa,err,iFb,err,iFc,err计算得到桥臂A,B,C参考电压信号调节量uAM,ref2,uBM,ref2,uCM,ref2
将桥臂A,B,C的参考电压信号基本量uAM,ref1,uBM,ref1,uCM,ref1和参考电压信号调节量uAM,ref2,uBM,ref2,uCM,ref2分别相加,得到桥臂A,B,C的参考电压信号uAM,ref,uBM,ref,uCM,ref;桥臂N的参考电压信号uNM,ref等于桥臂N的参考电压信号基本量uNM,ref1
根据桥臂A,B,C,N的参考电压信号uAM,ref,uBM,ref,uCM,ref,uNM,ref计算得到各桥臂上开关管 SWAp,SWBp,SWCp,SWNp在一开关控制周期内的开关状态转换时刻TA,TB,TC,TN,而同一桥臂下开关管的开关状态与上开关管总是为相反状态,从而得到该开关控制周期内各开关管SWAp,SWAn,SWBp,SWBn,SWCp,SWCn,SWNp,SWNn的相应控制脉冲SAp,SAn,SBp,SBn,SCp,SCn,SNp,SNn。 
CN2011100546784A 2011-03-08 2011-03-08 一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法 Expired - Fee Related CN102110984B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100546784A CN102110984B (zh) 2011-03-08 2011-03-08 一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100546784A CN102110984B (zh) 2011-03-08 2011-03-08 一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102110984A CN102110984A (zh) 2011-06-29
CN102110984B true CN102110984B (zh) 2013-01-09

Family

ID=44175052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100546784A Expired - Fee Related CN102110984B (zh) 2011-03-08 2011-03-08 一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102110984B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103532408B (zh) * 2013-09-23 2016-08-17 辽宁工程技术大学 基于电压矢量法的中压cs-apf双滞环容错控制方法
CN103474995A (zh) * 2013-09-24 2013-12-25 江苏省质量安全工程研究院 有源电力滤波器及有源电力滤波器的复合控制电路和方法
JP6095849B2 (ja) * 2014-03-31 2017-03-15 三菱電機株式会社 高調波電流補償装置及び空気調和システム
CN108574424A (zh) * 2018-04-20 2018-09-25 南京邮电大学 一种提高直流电压利用率的三相四桥臂逆变器控制方法
CN109768552B (zh) * 2018-12-26 2022-11-08 安徽一天电能质量技术有限公司 一种三相四桥臂有源电力滤波器目标电流生成调制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101017979A (zh) * 2007-02-15 2007-08-15 湖南大学 注入式混合型有源电力滤波器的复合控制方法
CN101277016A (zh) * 2007-03-05 2008-10-01 盈正豫顺电子股份有限公司 有源电力滤波装置及控制方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09215197A (ja) * 1996-01-31 1997-08-15 Meidensha Corp アクティブフィルタ装置
KR20040008610A (ko) * 2002-07-19 2004-01-31 최세완 중성선 전류 제거를 위한 저감된 정격의 능동 전력 필터장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101017979A (zh) * 2007-02-15 2007-08-15 湖南大学 注入式混合型有源电力滤波器的复合控制方法
CN101277016A (zh) * 2007-03-05 2008-10-01 盈正豫顺电子股份有限公司 有源电力滤波装置及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102110984A (zh) 2011-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108023352B (zh) 抑制分布式发电谐振的电网高频阻抗重塑装置及方法
CN106786647B (zh) 一种三相四线制并联apf双闭环非线性复合控制方法
CN108616141A (zh) 微电网中lcl并网逆变器功率非线性的控制方法
CN102110984B (zh) 一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法
Zeng et al. Design and control of LCL-filter with active damping for Active Power Filter
Malinowsk et al. Direct power control of three-phase PWM rectifier using space vector modulation-simulation study
Martinez-Rodrigo et al. Current control of a modular multilevel converter for HVDC applications
CN101789600A (zh) 一种并联型有源电力滤波器动态直流电压的控制方法
CN104333002B (zh) 一种基于ip-iq检测法和滞环控制的混合型有源滤波器
CN107732959B (zh) 用于分布式光储并网系统的非线性微分平滑前馈控制方法
CN106786639B (zh) 一种有源电力滤波器改进宽频自适应谐振控制方法
CN105071403A (zh) 基于双h桥模块化多电平拓扑的无功补偿装置及控制方法
CN110474557A (zh) 一种直驱永磁电力机车四象限变流器控制策略和调制方法
CN103684031A (zh) 一种pwm整流器电流滞环控制数字实现系统
Ginn et al. Flexible active compensator control for variable compensation objectives
Fogli et al. Modelling and control of an interface power converter for the operation of small diesel gen-sets in grid-connected and stand-alone modes
CN117097189A (zh) 一种光伏逆变器的控制方法
Hu et al. Predictive current control of grid-connected voltage source converters during network unbalance
CN108574424A (zh) 一种提高直流电压利用率的三相四桥臂逆变器控制方法
CN109962480B (zh) 静止无功发生器无锁相环控制系统、方法及应用
CN204858577U (zh) 基于双h桥模块化多电平换流器的无功补偿装置
Wang et al. Predictive direct control strategy of unified power quality conditioner based on power angle control
Gupta et al. Performance evaluation of hybrid active power filter
CN114204585B (zh) 一种通用的抑制mmc电容电压波动的谐波耦合注入方法
Yao et al. Research on VIENNA rectifier based on active disturbance rejection control

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: NANJING TITANIUM ENERGY ELECTRIC CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: WUHAN UNIVERSITY

Effective date: 20130510

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 430072 WUHAN, HUBEI PROVINCE TO: 211800 NANJING, JIANGSU PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20130510

Address after: 211800 No. 7 Fenghuang Road, Pukou Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu

Patentee after: Nanjing Talent Electric Co.,Ltd.

Address before: 430072 Hubei Province, Wuhan city Wuchang District of Wuhan University Luojiashan

Patentee before: Wuhan University

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 211800 No. 7 Fenghuang Road, Pukou Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu

Patentee after: TALENT-SCI Co.,Ltd.

Address before: 211800 No. 7 Fenghuang Road, Pukou Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu

Patentee before: Nanjing Talent Electric Co.,Ltd.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A compound control method of four leg shunt active power filter

Effective date of registration: 20210630

Granted publication date: 20130109

Pledgee: Bank of Jiangsu Co.,Ltd. Nanjing Jiangbei new area sub branch

Pledgor: TALENT-SCI Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980005573

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130109