[发明专利]电容中点式三相四线制SAPF混合无源非线性控制方法

权利要求书

1.一种电容中点式三相四线制SAPF混合无源非线性控制方法，其特征在于，该方法采用基于注入阻尼式的无源控制内环和基于2阶低通滤波器控制的外环实现混合无源非线性控制，包括以下步骤：

S1：三相线路电流经abc/dq0坐标变换、谐波电流指令提取后，得到dq0坐标系下谐波电流指令的dp0分量i_Ldh、i_Lqh和i_L0h；

S2：根据SAPF内直流侧上下桥臂电容电压V_dc1、V_dc2获取直流侧总电压∑V_dc和直流侧电容电压差ΔV_dc，直流侧总电压∑V_dc输入总电压控制器后得到总电压控制电流指令Δi_d，直流侧电容电压差ΔV_dc输入差压控制器后得到差压控制电流指令Δi₀；

S3：获取dq0坐标系下参考电流指令的dp0分量和满足以下公式：

S4：PCC处三相电压和SAPF输出侧三相电感电流经abc/dq0坐标变换后与dq0坐标系下参考电流指令一起输入电流内环无源控制器，得到dq0坐标系下SAPF的开关量S_d、S_q和S₀；

S5：dq0坐标系下SAPF的开关量经dq0/abc坐标变换得到三相静止坐标系下SAPF的开关量，根据三相静止坐标系下SAPF的开关量控制SAPF内三相桥臂的开通和关断。

2.根据权利要求1所述的电容中点式三相四线制SAPF混合无源非线性控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

101：三相线路电流i_La、i_Lb和i_Lc经abc/dq0坐标变换得到dq0坐标系下三相线路电流的dp0分量i_Ld、i_Lq和i_L0；

102：i_Ld、i_Lq经低通滤波器处理后，分别得到对应的基波正序分量i_Ldf、i_Lqf；

103：获取dq0坐标系下谐波电流指令的dp0分量i_Ldh、i_Lqh和i_L0h，满足以下公式：i_Ldh＝i_Ld-i_Ldf，i_Lqh＝i_Lq-i_Lqf，i_L0h＝i_L0。

3.根据权利要求2所述的电容中点式三相四线制SAPF混合无源非线性控制方法，其特征在于，所述步骤102中的低通滤波器的截止频率为40Hz。

4.根据权利要求1所述的电容中点式三相四线制SAPF混合无源非线性控制方法，其特征在于，所述步骤S2中直流侧总电压∑V_dc和直流侧电容电压差ΔV_dc满足以下公式：

5.根据权利要求1所述的电容中点式三相四线制SAPF混合无源非线性控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述总电压控制器内的处理过程为：将直流侧总电压∑V_dc与与总电压期望值的差值输入一2阶低通滤波器后，得到总电压控制电流指令Δi_d；

所述差压控制器内的处理过程为：将直流侧电容电压差ΔV_dc与电容电压差期望值的差值输入一2阶低通滤波器后，得到差压控制电流指令Δi₀。

6.根据权利要求5所述的电容中点式三相四线制SAPF混合无源非线性控制方法，其特征在于，所述2阶低通滤波器的传递函数F₂(s)满足以下公式：

式中：s为复变量，K为滤波器增益，ζ为阻尼比，ω_c为截止频率。

7.根据权利要求1所述的电容中点式三相四线制SAPF混合无源非线性控制方法，其特征在于，所述步骤S4中dq0坐标系下SAPF的开关量S_d、S_q和S₀满足以下公式：

式中：V_Ld、V_Lq和V_L0分别为dq0坐标系下PCC处三相电压的dp0分量，i_fd、i_fq和i_f0分别为dq0坐标系下SAPF输出侧三相电感电流的dp0分量，ω为电源角频率，R_f为SAPF内串联电阻，L_f为SAPF内串联电感，r_a1、r_a2和r_a3均为注入阻尼耗散系数。