[发明专利]一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法

说明书

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。