CN112701672B - 一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统 - Google Patents

一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112701672B
CN112701672B CN202011428678.1A CN202011428678A CN112701672B CN 112701672 B CN112701672 B CN 112701672B CN 202011428678 A CN202011428678 A CN 202011428678A CN 112701672 B CN112701672 B CN 112701672B
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy balance
current side
direct
representing
side voltage
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.)
Active
Application number
CN202011428678.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112701672A (zh
Inventor
陈冬冬
林燕强
肖龙
郭隐彪
黄佳欣
连和谬
许振明
吴正炀
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.)
Minnan University of Science and Technology
Original Assignee
Minnan University of Science and Technology
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 Minnan University of Science and Technology filed Critical Minnan University of Science and Technology
Priority to CN202011428678.1A priority Critical patent/CN112701672B/zh
Publication of CN112701672A publication Critical patent/CN112701672A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112701672B publication Critical patent/CN112701672B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/02—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/20—Active power filtering [APF]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明提供一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统，其中控制方法包括：创建设置有直流侧电压的滤波器的能量平衡模型；获取能量平衡模型的直流侧电压，并根据直流侧电压和直流侧参考电压依照误差信号公式获取得到误差信号；根据李雅普诺夫理论将误差信号输入至预设的能量平衡公式中，以获取得到控制函数，以使得控制函数符合李雅普诺夫理论；根据控制函数控制直流侧电压。本发明的有益效果在于：根据误差信号和李雅普诺夫理论得到控制函数，其中，上述控制函数符合李雅普诺夫理论，并通过控制函数控制直流侧电压，从而提高负载突变和参考电压跳变时的稳态精度和响应速度，降低直流侧功率损耗。

Description

一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及微电网技术领域，尤其涉及一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统。
背景技术
在SAPF(Shunt Active Power Filter)中，直流侧电压的控制是重要的一各环节。因为有源电力滤波器虽然不产生有功，但由于开关损耗和线路损耗的存在，因此直流侧电压的控制是必要的。为了实现对直流侧电压的控制，已有的直流侧电压控制器有如无源控制(PBC)、比例控制器(P)、PI控制器等。常用的PI控制器要求精确的线性数学模型,这是很难得到的，而且它也不能提供令人满意的效果，并且在对快速变化的非线性负载或负载扰动情况下，PI控制器的瞬态响应很慢。
直流侧电压的调节决定了PWM(脉冲宽度调制)电压的峰值，因此，在APF中，直流侧电压的控制至关重要。将设定直流侧电压的参考值与当前的直流侧电压进行比较，得到误差信号。误差信号通过PI控制器进行处理，PI控制器输出维持直流侧电压稳定的有功电流指令至APF电流环，以保持电流侧电压稳态零误差。注入电流的峰值由PI控制器输出决定，传统的PI控制器输出由两部分组成：
(a)负载电流的基本有功分量；
(b)SAPF的损耗分量。
这意味着在SAPF运行期间，电网需提供一定的有功功率来补偿有源电力滤波器的损耗，使直流侧电压保持在期望的固定值。静止参考系中的功率由下述公式所示：
PCS＝VCS·ICS； (1)
其中，在上述公式(1)中，
PCS用于表示静止参考系中的功率；
VCS用于表示电网电压；
ICS用于表示电网电流；
而直流侧功率的计算公式如下所示：
PDC＝VDC·IDC； (2)
其中，在上述公式(2)中，
PDC用于表示直流侧功率；
VDC用于表示直流侧上的电压；
IDC用于表示直流侧上的电流。
当PCS＝PDC，则传递函数可由小信号建模技术推导得到，如下述公式所示：
Figure BDA0002825803880000021
其中，在上述公式(3)中，GV(s)用于表示传递函数；
s用于表示传递函数的参数；
CDC用于表示直流侧电容；
如图1所示，传统PI控制器对直流侧电压进行控制的原理框图，控制环中，比例系数KP和积分系数K均采用齐格勒-尼克尔斯方法进行整定。
但整定后的PI参数仍然难以满足要求，较大的KP和Ki可以获得较快的动态性能，但是会有较大的超调和较大的稳态误差，这是PI控制器采取上述传统方案带来的弊端。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统。
具体技术方案如下：
一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法，其中，包括以下步骤：
创建设置有直流侧电压的滤波器的能量平衡模型；
获取能量平衡模型的直流侧电压，并根据直流侧电压和直流侧参考电压依照误差信号公式获取得到误差信号；
根据李雅普诺夫理论将误差信号输入至预设的能量平衡公式中，以获取得到控制函数，以使得控制函数符合李雅普诺夫理论；
根据控制函数控制直流侧电压。
优选的，直流侧电压的控制方法，其中，误差信号公式如下述公式所示：
Figure BDA0002825803880000022
其中，VDC用于表示直流侧电压；
VDCref用于表示直流侧参考电压；
Figure BDA0002825803880000023
用于表示误差信号。
优选的，直流侧电压的控制方法，其中，根据李雅普诺夫理论将误差信号输入至预设的能量平衡公式中，以获取得到控制函数，以使得控制函数符合李雅普诺夫理论，包括以下步骤：
创建能量平衡模型的第一能量平衡公式，如下所示：
Figure BDA0002825803880000031
其中，EDC用于表示直流侧能量；
VDC用于表示直流侧电压；
C用于表示直流侧等效电容；
根据李雅普诺夫理论对能量平衡公式中的直流侧电压进行处理，以得到第一功率平衡方程：
Figure BDA0002825803880000032
其中，preg1(VDC)用于表示能量平衡模型的标准功率；
将误差信号输入至第一能量平衡公式中，以得到第二能量平衡公式，并使得第二能量平衡公式满足李雅普诺夫理论的第一条件和第二条件，第二能量平衡公式如下所示：
Figure BDA0002825803880000033
根据李雅普诺夫理论的第三条件结合第一功率平衡方程和第二能量平衡公式处理得到控制函数：
Figure BDA0002825803880000034
其中，preg2(VDC)用于表示控制参数；
K用于表示增益为负的常数。
优选的，有源电力滤波器直流侧电压的控制方法，其中，李雅普诺夫理论包括：
第一条件：F(p)＝0，其中，p＝0；
第二条件：F(p)>0，其中，
Figure BDA0002825803880000035
第三条件：
Figure BDA0002825803880000036
其中，
Figure BDA0002825803880000037
其中，F(p)用于表示连续可导函数；
p用于表示函数自变量。
优选的，有源电力滤波器直流侧电压的控制方法，其中，能量平衡模型为基于SAPF的电路结构。
本发明还提供一种有源电力滤波器直流侧电压的控制系统，其中，包括：
创建模块，用于创建设置有直流侧电压的滤波器的能量平衡模型；
误差信号获取模块，与创建模块连接，用于获取能量平衡模型的直流侧电压，并根据直流侧电压和直流侧参考电压依照误差信号公式获取得到误差信号；
控制函数获取模块，与误差信号获取模块连接，用于根据李雅普诺夫理论将误差信号输入至预设的能量平衡公式中，以获取得到控制函数，以使得控制函数符合李雅普诺夫理论；
控制模块，与控制函数获取模块连接，用于根据控制函数控制直流侧电压。
优选的，有源电力滤波器直流侧电压的控制系统，其中，误差信号公式如下述公式所示：
Figure BDA0002825803880000041
其中，VDC用于表示直流侧电压；
VDCref用于表示直流侧参考电压；
Figure BDA0002825803880000042
用于表示误差信号。
优选的，有源电力滤波器直流侧电压的控制系统，其中，控制函数获取模块包括：
第一创建单元，用于创建能量平衡模型的第一能量平衡公式，第一能量平衡公式如下所示：
Figure BDA0002825803880000043
其中，EDC用于表示直流侧能量；
VDC用于表示直流侧电压；
C用于表示直流侧等效电容；
第一功率平衡方程获取单元，与第一创建单元连接，用于根据李雅普诺夫理论对能量平衡公式中的直流侧电压进行处理，以得到第一功率平衡方程：
Figure BDA0002825803880000044
其中，preg1(VDC)用于表示能量平衡模型的标准功率；
第二能量平衡公式获取单元，与第一创建单元连接，用于将误差信号输入至第一能量平衡公式中，以得到第二能量平衡公式，并使得第二能量平衡公式满足李雅普诺夫理论的第一条件和第二条件，第二能量平衡公式如下所示：
Figure BDA0002825803880000051
控制函数获取单元，分别与第一功率平衡方程获取单元和第二能量平衡公式获取单元连接，根据李雅普诺夫理论的第三条件结合第一功率平衡方程和第二能量平衡公式处理得到控制函数，控制函数如下述公式所示：
Figure BDA0002825803880000052
其中，preg2(VDC)用于表示控制参数；
K用于表示增益为负的常数。
优选的，有源电力滤波器直流侧电压的控制系统，其中，李雅普诺夫理论包括：
第一条件：F(p)＝0，其中，p＝0；
第二条件：F(p)>0，其中，
Figure BDA0002825803880000053
第三条件：
Figure BDA0002825803880000054
其中，
Figure BDA0002825803880000055
其中，F(p)用于表示连续可导函数；
p用于表示函数自变量。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
首先获取得到误差信号，并根据误差信号和李雅普诺夫理论得到控制函数，其中，上述控制函数符合李雅普诺夫理论，并通过控制函数控制直流侧电压，从而提高负载突变和参考电压跳变时的稳态精度和响应速度，降低直流侧功率损耗；
将直流侧电压的平方与直流侧参考电压的平方做比较，得到上述误差信号，即误差信号为平方差，使得后续根据该误差信号设置得到的控制函数实现稳定控制。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为现有技术的传统PI控制器对直流侧电压进行控制的原理框图；
图2为本发明有源电力滤波器直流侧电压的控制方法的实施例的原理框图；
图3为现有技术的传统PI控制器对直流侧电压进行控制的实验结果图；
图4为本发明有源电力滤波器直流侧电压的控制方法的实施例的实验结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法，其中，如图2所示，包括以下步骤：
步骤S1，创建设置有直流侧电压的滤波器的能量平衡模型；
步骤S2，获取能量平衡模型的直流侧电压，并根据直流侧电压和直流侧参考电压依照误差信号公式获取得到误差信号；
步骤S3，根据李雅普诺夫理论将误差信号输入至预设的能量平衡公式中，以获取得到控制函数，以使得控制函数符合李雅普诺夫理论；
步骤S4，根据控制函数控制直流侧电压。
在上述实施例中，首先获取得到误差信号，并根据误差信号和李雅普诺夫理论得到控制函数，其中，上述控制函数符合李雅普诺夫理论，并通过控制函数控制直流侧电压，从而提高负载突变和参考电压跳变时的稳态精度和响应速度，降低直流侧功率损耗。
在上述实施例中，基于李雅普诺夫(Lyapunov)理论，设计了用于有源电力滤波器的能量平衡模型，以实现通过符合李雅普诺夫理论的控制函数控制能量平衡模型的直流侧电压，该控制函数针对动态负载变化，具有比传统的PI控制器更好的动态和稳态性能，可以提升有源电力滤波器的总体性能。
需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
进一步地，在上述实施例中，误差信号公式如下述公式所示：
Figure BDA0002825803880000061
其中，在上述公式(4)中，VDC用于表示直流侧电压；
VDCref用于表示直流侧参考电压；
Figure BDA0002825803880000062
用于表示误差信号。
在上述实施例中，为了更好地控制直流侧电压，将直流侧电压的平方与直流侧参考电压的平方做比较，得到上述误差信号，即误差信号为平方差，使得后续根据该误差信号设置得到的控制函数实现稳定控制。
进一步地，在上述实施例中，步骤S3包括以下步骤：
步骤S31，创建能量平衡模型的第一能量平衡公式，如下所示：
Figure BDA0002825803880000071
其中，在上述公式(5)中，EDC用于表示直流侧能量；
VDC用于表示直流侧电压；
C用于表示直流侧等效电容；
步骤S32，根据李雅普诺夫理论对能量平衡公式中的直流侧电压进行处理，以得到第一功率平衡方程：
Figure BDA0002825803880000072
其中，在上述公式(6)中，preg1(VDC)用于表示能量平衡模型的标准功率；
步骤S33，将误差信号输入至第一能量平衡公式中，以得到第二能量平衡公式，并使得第二能量平衡公式满足李雅普诺夫理论的第一条件和第二条件，第二能量平衡公式如下所示：
Figure BDA0002825803880000073
步骤S34，根据李雅普诺夫理论的第三条件结合第一功率平衡方程和第二能量平衡公式处理得到控制函数：
Figure BDA0002825803880000074
其中，在上述公式(8)中，preg2(VDC)用于表示控制参数；
在上述实施例中，当控制函数均满足李雅普诺夫理论的三个条件时，K为增益为负的常数，因此K用于表示增益为负的常数；
在上述实施例中，控制参数可以作为标准PI控制器的输出。
进一步地，在上述实施例中，对于一个非线性系统在点p处的稳定，有一个满足以下三个条件的连续可导函数是必要且充分的，因此李雅普诺夫理论包括：
第一条件：F(p)＝0，其中，p＝0，当函数自变量为零时，连续可导函数也为零；
第二条件：F(p)>0，其中，
Figure BDA0002825803880000075
当函数自变量不为零，并且函数自变量为空集时，连续可导函数的结果大于零；
第三条件：
Figure BDA0002825803880000081
其中，
Figure BDA0002825803880000082
当函数自变量不为零，并且函数自变量为空集时，连续可导函数的求导结果小于零；
其中，F(p)用于表示连续可导函数；
p用于表示函数自变量。
进一步地，在上述实施例中，能量平衡模型为基于SAPF的电路结构。
作为具体的实施方式，为证明本发明方法的先进性和稳定性，本实施方式分别采用本发明提供的控制方法对基于SAPF的电路结构的能量平衡模型进行仿真实验，以及采用传统方式对传统的PI控制器进行仿真实验，并上述两者进行了对比实验验证。具体如下所示：
将能量平衡模型和传统的PI控制器的初始直流侧电压参考值均设置为780V；
在0时刻时，让能量平衡模型和传统的PI控制器的直流侧从0开始充电；
在0.4s时刻，可以同时设置能量平衡模型和传统的PI控制器的负载变化；
在0.8s时刻，可以同时改变能量平衡模型和传统的PI控制器的直流侧参考电压，并将直流侧参考值设置为750V；
随后，观察传统PI控制器对于直流侧的控制效果与本发明提出的基于能量平衡的控制算法的控制效果。
图3为传统PI控制器对直流侧电压进行控制的实验结果，如图3所示，对于采用PI控制的直流侧电压控制结果如下所示：
1.在充电时，传统PI控制器的直流侧电压明显高于直流侧参考电压，因此传统PI控制器的性能存在临界过冲的问题；
2.在0.4s时刻的负载变化时，传统PI控制器的直流侧电压突然发生变化，因此传统PI控制器在负荷变化后会出现超调/欠调现象，而此时的传统PI控制器直流侧电压明显低于直流侧参考电压，即此时传统PI控制器在负荷变化后会出现欠调现象；
3.在0.8s时刻的直流侧参考电压变化时，传统PI控制器的直流侧电压与直流侧参考电压的差值较大，因此，传统PI控制器在此时会出现稳态误差。
由此可见，传统PI控制器需要一个精确的线性数学模型，但是精确的线性数学模型是很难推导的，并且传统PI控制器在参数变化、负荷扰动等情况下，存在性能不理想的问题。
图4为本发明提出的控制方法对于基于SAPF的电路结构的能量平衡模型的直流侧的控制试验结果，如图4所示，对于基于SAPF的电路结构的能量平衡模型的直流侧电压的控制结果如下所示；
1.在充电期间，采用本发明的控制方法的直流侧电压接近于直流侧参考电压，并具有较短的上升时间，不存在过冲现象，控制效果良好；
2.在0.4s时刻的负载变化时，采用本发明的控制方法的直流侧电压响应出现小的过冲/欠冲和上升时间；
3.在0.8s时刻的直流侧参考电压变化时，采用本发明的控制方法的直流侧电压能迅速跟随直流侧参考电压的变化，稳态误差很小。
由此可见，本发明提出的控制算法有着比传统PI控制算法更良好的稳态和动态性能，具有工程实用性。
本发明还提供一种有源电力滤波器直流侧电压的控制系统，其中，包括：
创建模块，用于创建设置有直流侧电压的滤波器的能量平衡模型；
误差信号获取模块，与创建模块连接，用于获取能量平衡模型的直流侧电压，并根据直流侧电压和直流侧参考电压依照误差信号公式获取得到误差信号；
控制函数获取模块，与误差信号获取模块连接，用于根据李雅普诺夫理论将误差信号输入至预设的能量平衡公式中，以获取得到控制函数，以使得控制函数符合李雅普诺夫理论；
控制模块，与控制函数获取模块连接，用于根据控制函数控制直流侧电压。
进一步地，在上述实施例中，误差信号公式如下述公式所示：
Figure BDA0002825803880000091
其中，在上述公式(9)中，VDC用于表示直流侧电压；
VDCref用于表示直流侧参考电压；
Figure BDA0002825803880000092
用于表示误差信号。
进一步地，在上述实施例中，控制函数获取模块包括：
第一创建单元，用于创建能量平衡模型的第一能量平衡公式，第一能量平衡公式如下所示：
Figure BDA0002825803880000093
其中，在上述公式(10)中，EDC用于表示直流侧能量；
VDC用于表示直流侧电压；
C用于表示直流侧等效电容；
第一功率平衡方程获取单元，与第一创建单元连接，用于根据李雅普诺夫理论对能量平衡公式中的直流侧电压进行处理，以得到第一功率平衡方程：
Figure BDA0002825803880000101
其中，在上述公式(11)中，preg1(VDC)用于表示能量平衡模型的标准功率；
第二能量平衡公式获取单元，与第一创建单元连接，用于将误差信号输入至第一能量平衡公式中，以得到第二能量平衡公式，并使得第二能量平衡公式满足李雅普诺夫理论的第一条件和第二条件，第二能量平衡公式如下所示：
Figure BDA0002825803880000102
控制函数获取单元，分别与第一功率平衡方程获取单元和第二能量平衡公式获取单元连接，根据李雅普诺夫理论的第三条件结合第一功率平衡方程和第二能量平衡公式处理得到控制函数，控制函数如下述公式所示：
Figure BDA0002825803880000103
其中，在上述公式(13)中，preg2(VDC)用于表示控制参数；
K用于表示增益为负的常数。
进一步地，在上述实施例中，李雅普诺夫理论包括：
第一条件：F(p)＝0，其中，p＝0；
第二条件：F(p)>0，其中，
Figure BDA0002825803880000104
第三条件：
Figure BDA0002825803880000105
其中，
Figure BDA0002825803880000106
其中，F(p)用于表示连续可导函数；
p用于表示函数自变量。
本发明有源电力滤波器直流侧电压的控制系统的具体实施方式与上述有源电力滤波器直流侧电压的控制方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
创建设置有直流侧电压的滤波器的能量平衡模型；
获取能量平衡模型的直流侧电压，并根据直流侧电压和直流侧参考电压依照误差信号公式获取得到误差信号；
根据李雅普诺夫理论将所述误差信号输入至预设的能量平衡公式中，以获取得到控制函数，以使得所述控制函数符合李雅普诺夫理论；
根据所述控制函数控制所述直流侧电压；
所述根据李雅普诺夫理论将所述误差信号输入至预设的能量平衡公式中，以获取得到控制函数，以使得所述控制函数符合李雅普诺夫理论，包括以下步骤：
创建能量平衡模型的第一能量平衡公式，如下所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 837874DEST_PATH_IMAGE002
用于表示直流侧能量；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
用于表示直流侧电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
用于表示直流侧等效电容；
根据李雅普诺夫理论对第一能量平衡公式中的直流侧电压进行处理，以得到第一功率平衡方程：
Figure 643281DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，
Figure 387246DEST_PATH_IMAGE008
用于表示能量平衡模型的标准功率；
将所述误差信号输入至所述第一能量平衡公式中，以得到第二能量平衡公式，并使得所述第二能量平衡公式满足所述李雅普诺夫理论的第一条件和第二条件，所述第二能量平衡公式如下所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；
根据所述李雅普诺夫理论的第三条件结合所述第一功率平衡方程和所述第二能量平衡公式处理得到所述控制函数：
Figure 889772DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，
Figure 693780DEST_PATH_IMAGE012
用于表示控制参数；
K用于表示增益为负的常数；
所述李雅普诺夫理论包括：
所述第一条件：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
，其中，p=0；
所述第二条件：
Figure 219439DEST_PATH_IMAGE014
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
；
所述第三条件：
Figure 891729DEST_PATH_IMAGE016
，其中，
Figure 858548DEST_PATH_IMAGE015
；
其中，
Figure 722205DEST_PATH_IMAGE018
用于表示连续可导函数；
Figure 141685DEST_PATH_IMAGE020
用于表示函数自变量。
2.如权利要求1所述的有源电力滤波器直流侧电压的控制方法，其特征在于，所述误差信号公式如下述公式所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
；
其中，
Figure 883245DEST_PATH_IMAGE022
用于表示所述直流侧电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE023
用于表示所述直流侧参考电压；
Figure DEST_PATH_IMAGE025
用于表示所述误差信号。
3.如权利要求1所述的有源电力滤波器直流侧电压的控制方法，其特征在于，所述能量平衡模型为基于SAPF的电路结构。
4.一种有源电力滤波器直流侧电压的控制系统，其特征在于，包括：
创建模块，用于创建设置有直流侧电压的滤波器的能量平衡模型；
误差信号获取模块，与所述创建模块连接，用于获取能量平衡模型的直流侧电压，并根据直流侧电压和直流侧参考电压依照误差信号公式获取得到误差信号；
控制函数获取模块，与所述误差信号获取模块连接，用于根据李雅普诺夫理论将所述误差信号输入至预设的能量平衡公式中，以获取得到控制函数，以使得所述控制函数符合李雅普诺夫理论；
控制模块，与所述控制函数获取模块连接，用于根据所述控制函数控制所述直流侧电压；
所述控制函数获取模块包括：
第一创建单元，用于创建能量平衡模型的第一能量平衡公式，所述第一能量平衡公式如下所示：
Figure 298046DEST_PATH_IMAGE026
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
用于表示直流侧能量；
Figure 302911DEST_PATH_IMAGE022
用于表示直流侧电压；
Figure 944108DEST_PATH_IMAGE005
用于表示直流侧等效电容；
第一功率平衡方程获取单元，与所述第一创建单元连接，用于根据李雅普诺夫理论对第一能量平衡公式中的直流侧电压进行处理，以得到第一功率平衡方程：
Figure 459665DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，
Figure 401076DEST_PATH_IMAGE008
用于表示能量平衡模型的标准功率；
第二能量平衡公式获取单元，与所述第一创建单元连接，用于将所述误差信号输入至所述第一能量平衡公式中，以得到第二能量平衡公式，并使得所述第二能量平衡公式满足所述李雅普诺夫理论的第一条件和第二条件，所述第二能量平衡公式如下所示：
Figure 780105DEST_PATH_IMAGE009
；
控制函数获取单元，分别与所述第一功率平衡方程获取单元和所述第二能量平衡公式获取单元连接，根据所述李雅普诺夫理论的第三条件结合所述第一功率平衡方程和所述第二能量平衡公式处理得到所述控制函数，所述控制函数如下述公式所示：
Figure 298811DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，
Figure 991961DEST_PATH_IMAGE028
用于表示控制参数；
K用于表示增益为负的常数；
所述李雅普诺夫理论包括：
所述第一条件：
Figure 381354DEST_PATH_IMAGE013
，其中，p=0；
所述第二条件：
Figure 134546DEST_PATH_IMAGE014
，其中，
Figure 140548DEST_PATH_IMAGE015
；
所述第三条件：
Figure 637388DEST_PATH_IMAGE016
，其中，
Figure 84550DEST_PATH_IMAGE015
；
其中，
Figure 366234DEST_PATH_IMAGE018
用于表示连续可导函数；
Figure 734898DEST_PATH_IMAGE020
用于表示函数自变量。
5.如权利要求4所述的有源电力滤波器直流侧电压的控制系统，其特征在于，所述误差信号公式如下述公式所示：
Figure 628905DEST_PATH_IMAGE021
；
其中，
Figure 399415DEST_PATH_IMAGE022
用于表示所述直流侧电压；
Figure 353464DEST_PATH_IMAGE023
用于表示所述直流侧参考电压；
Figure 6162DEST_PATH_IMAGE025
用于表示所述误差信号。
CN202011428678.1A 2020-12-09 2020-12-09 一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统 Active CN112701672B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011428678.1A CN112701672B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011428678.1A CN112701672B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112701672A CN112701672A (zh) 2021-04-23
CN112701672B true CN112701672B (zh) 2023-01-10

Family

ID=75507043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011428678.1A Active CN112701672B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112701672B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014164387A (ja) * 2013-02-22 2014-09-08 Doshisha 電力変換器の制御方法および制御装置
CN105244882A (zh) * 2015-11-13 2016-01-13 湖南大学 三相三线制有源电力滤波器对电网谐波电流的补偿方法
CN111740421A (zh) * 2020-02-19 2020-10-02 江苏大学 有源电力滤波器直流侧电压的滑模自抗扰控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014164387A (ja) * 2013-02-22 2014-09-08 Doshisha 電力変換器の制御方法および制御装置
CN105244882A (zh) * 2015-11-13 2016-01-13 湖南大学 三相三线制有源电力滤波器对电网谐波电流的补偿方法
CN111740421A (zh) * 2020-02-19 2020-10-02 江苏大学 有源电力滤波器直流侧电压的滑模自抗扰控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于模糊推理和李亚普诺夫理论的三相有源电力滤波器控制;李兰芳等;《电力系统保护与控制》;20130116(第02期);156-161 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112701672A (zh) 2021-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. A power shaping stabilizing control strategy for dc power systems with constant power loads
WO2024021206A1 (zh) 一种基于构网型变流器的储能系统控制方法、系统、存储介质及设备
CN109256803B (zh) 一种虚拟同步机孤岛运行灵敏度计算方法
Yin et al. An improved DC-link voltage fast control scheme for a PWM rectifier-inverter system
CN108899907A (zh) 基于重复滑模控制的lclcl型有源电力滤波器控制方法
Patjoshi et al. Resistive optimization with enhanced PLL based nonlinear variable gain fuzzy hysteresis control strategy for unified power quality conditioner
CN114709807A (zh) 一种基于储能变换器的直流微网灵活虚拟惯性控制方法
CN112701672B (zh) 一种有源电力滤波器直流侧电压的控制方法及控制系统
JP5498100B2 (ja) インバータ制御回路、このインバータ制御回路を備えた系統連系インバータシステム
CN104795836A (zh) 一种单相光伏并网发电检测系统及其非线性电流控制方法
CN111404141A (zh) 抑制直流电网中光伏变换器输出振荡的控制方法及系统
WO2022218270A1 (zh) 发电机的输出功率控制方法、装置及发电机系统
CN113852290B (zh) 一种实时的电压稳态误差恢复控制方法及系统
CN111965972B (zh) 基于干扰观测器的储能反步控制方法
Thongrailuck et al. Application of port-Hamiltonian Approach in Controller Design for Buck Boost Converter
CN110212792B (zh) 基于vienna整流器的反推控制器的控制方法及系统
Yin et al. Control of a three-phase PWM rectifier based on a dual single-input single-output linear model
Mehiri et al. Fractional nonlinear synergetic control for three phase inverter tied to PV system
Kim et al. Robust cascade control of DC/DC boost converter against input variation and parameter uncertainties
Iqbal et al. Near optimal PI control of cascaded buck converters in a DC micro grid
de Araujo et al. Robust current control of three-phase grid-connected converters by using the ADRC method
Goli et al. Implementation of stationary and synchronous frame current regulators for grid tied inverter using typhoon hardware in loop system
Khater et al. Analysis and design of indirect field orientation control for induction machine drive system
Okoye et al. Enhancing the Performance of AVR System with Prefilter Aided PID Controller
CN114629401A (zh) 一种基于模型参考自适应的异步电动机的无速度传感器矢量控制系统建立方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant