[发明专利]基于复合控制策略的三电平有源滤波器、其应用系统及方法

权利要求书

1.一种补偿滤波方法，其特征在于，基于一种应用复合控制策略的三电平有源滤波器的三电平补偿系统实现，所述一种应用复合控制策略的三电平有源滤波器的三电平补偿系统，包括控制单元，信号调理电路，驱动电路，电感L1、L2、L3、L4、L5、L6和L7，电阻R1、R2、R3和R4，桥式整流电路SQ，基于复合控制策略的三电平有源滤波器，电流采样电路，电网电压采样电路及直流电压采样电路；所述L1串联R1，L2串联R2，L3串联R3，R1、R2和R3分别连接SQ，所述电流采样电路采集R1、R2、R3和SQ之间的电流，电网电压采样电路采集R1、R2、R3和SQ之间的电压，基于复合控制策略的三电平有源滤波器分别通过L4、L5和L6连接在R1、R2、R3和SQ之间，电流采样电路采集基于复合控制策略的三电平有源滤波器分别通过L4、L5和L6之后的电流，电流采样电路连接信号调理电路，信号调理电路分别连接电网电压采样电路、直流电压采样电路和控制单元，直流电压采样电路采集基于复合控制策略的三电平有源滤波器的直流电压，控制单元通过驱动电路连接基于复合控制策略的三电平有源滤波器，所述SQ连接L7，L7连接R4，R4连接SQ；

所述基于复合控制策略的三电平有源滤波器，包括电源V_dc，电解电容C1和C2，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17和D18，NPN型三极管T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10、T11和T12；所述电源V_dc正极分别连接C1的正极、T1、T5和T9，V_dc负极分别连接C2的负极、T4、T8和T12，C1的负极连接C2的正极，所述T1、T2、T3和T4串联，所述T5、T6、T7和T8串联，所述T9、T10、T11和T12串联，所述T1并联D1，所述T2并联D2，所述T3并联D3，所述T4并联D4，所述T5并联D7，所述T6并联D8，所述T7并联D9，所述T8并联D10，所述T9并联D13，所述T10并联D14，所述T11并联D15，所述T12并联D16，所述D5一端连接在T1和T2之间，另一端连接D6的一端，D6的另一端连接在T3和T4之间，所述D11一端连接在T5和T6之间，另一端连接D12的一端，D12的另一端连接在T7和T8之间，所述D17一端连接在T9和T10之间，另一端连接D18的一端，D18的另一端连接在T11和T12之间，所述C1和C2之间的端点O分别连接在D5和D6之间、D11和D12之间及D17和D18之间；

补偿滤波方法包括以下步骤：

步骤a、连接三相电网；

步骤b、电流采样电路实时采集三相负载电流传输给信号调理电路，通过电网电压电路实时采集电网电压传输给信号调理电路；

步骤c、信号调理电路对三相负载电流和电网电压进行转换，将转换的三相负载电流和电网电压传输给控制单元；

步骤d、控制单元根据转换的三相负载电流和电网电压进行运算和控制，得到控制信号PWM；

所述控制单元的控制策略包括电流内环控制策略，电流内环控制策略采用重复控制器结合比例谐振控制器，首先通过所述重复控制器用以消除非线性负载引起的周期性谐波干扰，再通过所述比例谐振控制器消除特定次谐波，使基于复合控制策略的三电平有源滤波器输出的谐波补偿精度更高；

所述重复控制器的误差方程为：

所述比例谐振控制器为：

式中，K_p、K_in分别为比例谐振控制器的比例、谐振系数，ω_c是等效低通滤波器截止频率；

步骤e、控制信号PWM经过驱动电路驱动基于复合控制策略的三电平有源滤波器中各功率开关管的通断，使基于复合控制策略的三电平有源滤波器输出相应的补偿电流，已补充谐波电流；

步骤f，通过电流采样电路实时采集所述补偿电流，通过直流电压采样电路实时采集基于复合控制策略的三电平有源滤波器的直流电压，通过信号调理电路进行转换，通过控制单元进行检测，当直流电压或者补偿电流出现异常时，控制单元做出故障诊断及处理措施。