[发明专利]基于模糊PI复合控制的有源滤波器自抗扰控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及有源电力滤波技术领域，尤其涉及一种基于模糊PI复合控制的有源滤波器自抗扰控制方法。

背景技术

随着社会的进步和发展，人们的生活水平日益提高，大量的用电设备投入到日常的生产生活中，随之而来的就是，电网中出现大量的谐波和无功功率的污染，这严重影响着电能的质量。电网中存在谐波电压或谐波电流会增加电力系统设备的附加损耗，导致测量和自动控制仪器失灵等问题，影响了设备的使用效率，严重时可能会因线路过热引起火灾。

目前主要采用外部谐波补偿装置来补偿谐波，滤波器分为无源滤波器和有源滤波器两种。无源滤波器对谐波的控制效果受系统的阻抗特性影响很大，极易受到温度、谐波和非线性负载变化的影响，其滤波性能不稳定。除此之外，无源滤波器只能滤除特定阶次的谐波，因此并不适用于谐波情况复杂的场所。存在只能补偿特定谐波等缺陷，所以现在对电能问题的治理主要集中在有源滤波器。相比于无源滤波器，有源电力滤波器(Activepowerfilter，APF)实现了动态补偿，响应速度快；所需储能元件容量不大；受电网阻抗的影响不大，不会和电网阻抗发生谐振等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于模糊PI复合控制的有源滤波器自抗扰控制方法，简化系统对有源滤波器模型的构建和控制需要采集的数据量，能够确保补偿电流对指令电流的实时跟踪，有效降低了谐波，明显优于传统的控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于模糊PI复合控制的有源滤波器自抗扰控制方法，包括：

建立有源电力滤波器的数学动态模型；

基于所述数学动态模型，采用模糊PI复合控制对有源电力滤波器的直流侧电容电压进行控制，输出电网注入有源电力滤波器主电路的有功电流；

根据所述有功电流采用自抗扰控制器计算得到控制律；

将所述控制律输入PWM控制器中生成控制逆变器开关的信号，对主电路中的开关管进行控制，产生交流侧补偿电流，注入电网实现电流补偿和无功消除。

进一步的，所述建立有源电力滤波器的数学动态模型，具体包括：

建立有源电力滤波器的数学动态模型为

Ldicdt=us-Ric-uc,]]>u_c＝u·u_dc

式中，L表示交流侧电感，i_c表示交流侧补偿电流，为待计算量，u_s表示电网电压，R表示交流侧电感内阻及线路的等效电阻，u_c表示逆变器输出电压，u_dc表示直流侧电容电压，u表示控制逆变器的PWM控制器的调制量，并作为待计算的控制律。

进一步的，所述基于所述数学动态模型，采用模糊PI复合控制对有源电力滤波器的直流侧电容电压进行控制，输出电网注入有源电力滤波器主电路的有功电流，具体包括：

计算不同时刻的直流侧电容电压和参考电压的电压偏差，其中，第k时刻的电压偏差e(k)＝u_ref-u_dc(k)，式中，u_ref表示参考电压，u_dc(k)表示第k时刻的直流侧电容电压；

将所述电压偏差作为模糊PI复合控制器的输入，当暂态时由模糊PI复合控制器中的模糊控制器进行控制，当进入稳态后，切换到模糊PI复合控制器中的PI控制器进行控制，从而输出电网注入有源电力滤波器主电路的有功电流i^*_s。

进一步的，所述根据所述有功电流采用自抗扰控制器计算得到控制律，具体包括：

根据所述有功电流i^*_s构建一阶跟踪微分器为：