[实用新型]基于改进重复控制的单相并联型有源电力滤波器

说明书

本实用新型涉及一种基于改进重复控制的单相并联型有源电力滤波器，属于电力电子技术范畴。可以根据运行条件的不同有选择地进行补偿，主要处理小功率负荷。本实用新型由两大部分组成：检测模块及补偿电流发生模块，检测模块包括电网电压检测单元、主电路直流侧电压检测单元及谐波电流检测单元，补偿电流发生模块包括控制单元、驱动单元和主电路三个部分。检测模块的作用是检测出电网电压相位、主电路直流侧电压及负载电流中的谐波电流等分量。补偿电流发生模块的作用是根据检测出来的谐波电流，利用PWM逆变器输出相应的补偿电流。本实用新型将比例积分控制与重复控制相结合,能够改善电流跟踪性能，且对系统谐波具有较好的抑制效果。

技术领域

本实用新型涉及一种基于改进重复控制的单相并联型有源电力滤波器，属于电力电子技术范畴。

背景技术

自从采用交流电作为电能输送的一种方式起，人们就知道电力系统中的谐波问题，谐波问题已有很长的历史，然而，近年来，随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通、家庭等众多领域中的应用日益广泛，由此带来的谐波问题也日益严重，主要有使发电、输电及用电设备产生附加功率，降低效率，增加设备容量；谐波影响电气设备的正常工作，导致继电保护和自动控制装置的误动作；对通信系统产生干扰，使其无法正常工作；谐波会引起公用电网中局部的并联和串联谐振，故谐波问题引发了越来越广泛的关注。

传统的电流控制环，采用比例积分控制，跟踪交流信号时存在静差。基于内模原理的重复控制在特定频率处有无穷大的增益，理论上可以实现无静差跟踪，但也存在动态响应速度慢的缺点。故比例积分控制与重复控制相结合的方法可以有效改善系统的动态响应特性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于改进重复控制的单相并联型有源电力滤波器。

本实用新型的目的是通过以下方式实现：

1. 基于改进重复控制的单相并联型有源电力滤波器，其特征在于：包括检测模块及补偿电流发生模块两大部分，所述的补偿电流发生模块包括控制单元、驱动单元和主电路三个部分,所述的检测模块包括电网电压检测单元、主电路直流侧电压检测单元及谐波电流检测单元，由1组电流霍尔传感器、电压霍尔传感器a、电压霍尔传感器b、过零检测电路及调理电路构成，交流电源与所述的电压霍尔传感器a及过零检测电路连接，非线性负载与所述的电流霍尔传感器连接，所述的电压霍尔传感器b与主电路连接，3组霍尔传感器经调理电路与控制单元连接，所述的主电路连接驱动单元，所述的驱动单元连接控制单元。

2．所述的基于改进重复控制的单相并联型有源电力滤波器，所述的主电路包括连接交流电源的电感器和单相全桥逆变器，电感器取值介于1.4mH到4.5mH之间，全桥逆变器的开关管选择IGBT。

3.进一步地：基于改进重复控制的单相并联型有源电力滤波器，所述的谐波电流检测，采用基于三相电路瞬时无功功率理论分析得出的单相电路谐波电流检测方法。控制方法采用比例积分控制与重复控制相结合的改进重复控制方法，所述的控制电路包括TI公司的TMS320F28335及辅助电路。它主要完成电压电流信号的处理、指令电流的计算、低通滤波、比例积分调节和 PWM 波形的生成等主要功能。

4.所述的基于改进重复控制的单相并联型有源电力滤波器，其特征在于：所述的驱动单元采用美国 IR 公司生产的 IR2110 驱动芯片。

有益效果：

1. 本实用新型具有高度可控和快速响应的特性，它不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变、补偿无功，有一机多能的特点，其滤波特性不受系统阻抗的影响，还具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化的谐波。单相有源电力滤波器可以根据运行条件的不同有选择地进行补偿，处理小功率负荷逆变器的开关频率可以很高，从而提高整个装置补偿谐波的性能。