[发明专利]一种LCL型有源电力滤波器混合状态反馈虚拟阻尼控制方法

说明书

一种LCL型有源电力滤波器混合状态反馈虚拟阻尼控制方法，包括以下步骤：a.采用两组电流传感器分别采集PCC处电流i_s和逆变器侧电流i₁；b.PCC处电流i_s和逆变器侧电流i₁的差值作为状态变量，经过二阶高通滤波器后，反馈给逆变器侧电压u_i；c.基波环采用电压外环加电流内环的控制策略，得到基波环电流控制指令，谐波环采用二阶广义积分器SOGI对谐波进行无静差控制，得到谐波环电流控制指令；d.步骤c所得基波环电流控制指令与谐波环电流的控制指令之和与通过步骤a所得的反馈值作为有源电力滤波器控制信号，控制功率器件开关动作，产生补偿电流。本发明利用SAPF原有的传感器实现LCL型滤波器有源阻尼控制，抑制谐振峰。

技术领域

本发明涉及有源电力滤波器控制技术领域，具体设计LCL型有源电力滤波器抑制谐振峰的方法。

背景技术

随着大量电力电子装置在电网中的使用，带来了严重的谐波污染。并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter，SAPF)较无源滤波器在稳定性以及灵活性方面都有明显的优势，是目前治理电力谐波的最有效方法。

SAPF自身因载波调制产生的高次谐波，要通过L或者LCL型滤波器滤除。LCL型滤波器为三阶系统，其在总电感值相等的情况下，比L型滤波器有更好的高频抑制性能。LCL型滤波器的传递函数缺少二阶项，导致其在特定频率上会产生谐振峰，抑制谐振峰的方法一般采用无源阻尼法或有源阻尼法。无源阻尼法控制简单，稳定可靠，但是会在阻尼电阻上消耗额外的功率而导致设备发热，从而限制了其应用场合。有源阻尼法主要通过状态反馈或者前馈控制策略形成的虚拟阻尼，来抵消LCL型滤波器产生的谐振峰，该方法能够有效的解决无源阻尼法带来的电阻发热问题，是目前LCL型滤波器控制策略的研究热点。

在有源阻尼控制策略中，滤波电容电流反馈控制能够很好抑制谐振峰，是目前常用的方法。但是，采用滤波电容电流反馈控制，则需要多加一组电流传感器采集滤波电容电流，提高了SAPF的硬件设计难度和制造成本。

在L滤波的情况下，SAPF控制采用两组电流传感器，其中，开环控制采用逆变器侧电感电流传感器和负载侧电流传感器，闭环控制则采用逆变器侧电感电流传感器和PCC(Point of Common Coupling)处电流传感器。如何利用SAPF原有的传感器实现LCL型滤波器有源阻尼控制有着明显的经济效益。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明利用SAPF原有的电流传感器组，采用闭环控制，逆变器侧电感电流传感器和PCC(Point of Common Coupling)处电流传感器，通过状态反馈控制，以LCL型滤波器传递函数标准型为研究目标，提出一种LCL型SAPF混合状态反馈虚拟阻尼控制策略，能够在不增加有源滤波器电流传感器的情况下，实现有源阻尼控制，起到抑制谐振峰的效果。在此基础上，采用相位超前补偿的二阶广义积分器实现非线性负载谐波电流的无静差控制；并通过PCC电流反馈控制策略，实现SAPF基波与谐波的控制。

为了解决上述的技术问题，本发明提供如下的技术方案

一种LCL型有源电力滤波器混合状态反馈虚拟阻尼控制方法，所述方法包括以下步骤：

a.采集电流信号

采用两组电流传感器分别采集网侧电流i_s和逆变器侧电流i₁；

b.混合状态反馈控制

网侧电流i_s和逆变器侧电流i₁的差值作为状态变量，经过二阶高通滤波器后，反馈给逆变器侧电压ui；

c.电流控制