[发明专利]一种有源电力滤波器控制延时动态预测补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源电力滤波器控制延时动态预测补偿方法。

背景技术

目前，随着计算机控制技术的发展，数字控制技术由于具有抗干扰能力强、控制算法实现灵活便捷以及集成度高等诸多优点，而逐步取代了模拟控制技术成为有源电力滤波器（APF）控制系统的主要实现手段。但数字化控制系统的固有缺点是存在延时，在APF控制系统中，延时主要来自AD采样保持与转换、控制算法实现等，由于延时的存在降低了APF谐波补偿的动静态性能。针对上述问题，近几年来，人们进行了大量研究并发展了许多延时补偿方法，其中，基于灰色预测理论、重复预测原理以及自适应等理论的延时补偿方法算法复杂，在实际工程中很少采用；实际工程中应用较多的为基于相移控制的延时补偿方法，该算法实现简单，主要原理是通过同步旋转坐标系（Synchronous Reference Frame，SFR）的相位移动，实现对该次SFR上的同步谐波电流的预测补偿。该算法当负载电流处于稳定状态时，能够准确预测下个时刻（对应补偿相位）的谐波电流，而当负载电流动态变化时，所预测到的谐波电流就会存在误差。

发明内容

本发明提供了一种有源电力滤波器控制延时动态预测补偿方法，它利用APF控制延时动态预测补偿方法，在对SFR移相的同时，根据微变线性化原理，对SFR上同步谐波电流在dq轴上所呈现的直流量进行线性预测，从而实现对控制系统延时的动态预测补偿。该方法能够实时响应负载变化，精确补偿控制延时，且算法简单，易于工程实现。

本发明采用了以下技术方案：一种有源电力滤波器控制延时动态预测补偿方法，它包括以下步骤：

步骤一，定义abc坐标系到n次（n≥1，正序或负序）SFR的变换公式：

，

其中ω为基波角频率；

步骤二，t_k时刻，采样三相负载电流i_a、i_b、i_c，并运用将i_a、i_b、i_c变换到n次SFR中；

步骤三，利用低通滤波器（LPF）滤除SFR中dq轴上的交流分量，获得直流分量、；

步骤四，计算电流线性误差值：

，；

步骤五，计算t_k+1时刻电流预测值，t_k+1t_k= T_s，T_s为采样周期：

，

步骤六，SFR超前移相，定义移相后n次（n≥1，正序或负序）SFR到abc坐标系的变换公式为：

；

步骤七，运用，将、变换到abc坐标系中，实时获得n次谐波电流动态预测值i_an、i_bn、i_cn：

；

步骤八，以i_an、i_bn、i_cn作为指令电流，控制APF输出该次谐波补偿电流。

本发明具有以下有益效果：采用了以上技术方案后，本发明在对SFR移相的同时，根据微变线性化原理，对SFR上同步谐波电流在dq轴上所呈现的直流量进行线性预测，从而实现对控制系统延时的动态预测补偿，该方法能够实时响应负载变化，精确补偿控制延时，且算法简单，易于工程实现。

附图说明

图1为本发明实施例一n次正序谐波电流控制延时动态预测补偿原理框图。

具体实施方式

本发明提供了一种有源电力滤波器控制延时动态预测补偿方法，它包括以下步骤：

步骤一，定义abc坐标系到n次（n≥1，正序或负序）SFR的变换公式：

，

其中ω为基波角频率；