[发明专利]一种有源电力滤波器抗饱和频率自适应重复控制方法

权利要求书

1.一种有源电力滤波器抗饱和频率自适应重复控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、采集公共耦合点的三相电压u_pcc，利用锁相环对其进行锁相，得到公共耦合点电压的频率f_pll和相位角θ；

(2)、采集非线性负载电流i_L，对i_L进行abc-dq坐标变换，得到静止参考坐标系下的负载电流i_Ldq，再通过谐波电流检测模块得到电流控制器谐波参考信号i_refdq；

(3)、采集有源电力滤波器输出电流i_O，将i_O与抗饱和补偿器的输出y_1k求和，得到信号y_2k，然后对y_2k进行abc-dq坐标变换，得到同步旋转坐标系下的输出电流y_2kdq；

(4)、采集有源电力滤波器直流侧电压u_dc，将有源电力滤波器直流侧电压u_dc与直流侧电压参考值u_dcref作差，得到直流电压误差信号Δu_dc；再将直流电压误差信号Δu_dc通过直流电压控制器，得到有源电力滤波器输出有功电流给定值Δi_d；

(5)、计算电流控制器的输出控制量u_pidq

(5.1)、计算电流控制器误差信号Δi_Ldq：将电流控制器谐波参考信号i_refdq与输出有功电流给定值Δi_d求和，然后再与同步旋转坐标系下的输出电流y_2kdq作差，得到电流控制器输入误差信号Δi_Ldq：

Δi_Ldq＝i_refdq+Δi_d-y_2kdq

(5.2)、电流控制器根据步骤(1)所得的频率f_pll，将计算得到的误差信号Δi_Ldq依次送入到内部的抗饱和分数阶重复控制器和PI控制器，得到输出控制量u_pidq；

(6)、计算限幅器的输出值u_k1：

(6.1)、将公共耦合点的三相电压电压u_pcc经过abc-dq坐标变换，得到同步旋转坐标系下的公共耦合点电压u_pccdq；

(6.2)、采集LCL滤波器电容电流i_C，经过abc-dq坐标变换得到同步旋转坐标系下的电容电流i_Cdq，将i_Cdq通过有源阻尼模块，得到同步旋转坐标系下的有源阻尼反馈量u_Cdq：

(6.3)、将电流控制器输出控制量u_pidq、同步旋转坐标系下公共耦合点电压u_pccdq以及有源阻尼反馈量u_Cdq三者相加，将结果再通过dq-abc反同步旋转坐标变换，得到限幅器的输入值u_k，u_k经过限幅器后得到输出u_k1；

(7)将u_k1同u_k作差得到抗饱和补偿器的输入将送入抗饱和补偿器然后得到抗饱和补偿器输出y_1k；

(8)PWM模块根据步骤(6)所得的调制指令值u_k1得到对应的开关管开关控制信号，再用该开关控制信号来控制有源电力滤波器中各个IGBT的开通关断；

其中，所述的电流控制器包括抗饱和分数阶重复控制器和PI控制器；

其中，抗饱和分数阶重复控制器的传递函数为：

其中，N_i＝[f_s/f_pll]，f_s为采样频率，f_pll为电网频率，[]表示取整；L(z)为拉格朗日插值法FIR滤波器；Q(z)为低通滤波器，S(z)为分数阶重复控制器的补偿函数，S(z)＝z^d，z表示Z域算子；

其中，所述的抗饱和分数阶重复控制器又包括整数阶延时环节和分数阶延时环节；

其中，整数阶延时环节的阶数通过计算系统采样频率与电网频率的频率比的整数部分得到；分数阶延时环节由基于拉格朗日插值法的FIR滤波器L(z)实现，FIR滤波器L(z)的参数F为系统采样频率与电网频率的频率比的小数部分；其中，L(z)的表达式为：其中，n为FIR滤波器阶数，z表示Z域算子，

其中，所述的抗饱和补偿器的传递函数表达式为：

其中，z表示Z域算子，R_f表示电感的寄生电阻，T_s表示采样周期，L_f表示电感的感值。