[发明专利]一种有源电力滤波器无传感器控制方法

权利要求书

1.一种有源电力滤波器无传感器控制方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、建立有源电力滤波器数学模型；

(2)、构建基于二阶广义积分的电压观测器数学模型。

2.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器无传感器控制方法，其特征在于步骤(1)的有源电力滤波器的数学模型的建立步骤为：

根据基尔霍夫电压定律得到：

其中，u₁＝v_dc*c₁-v_no，u₂＝v_dc*c₂-v_no，u₃＝v_dc*c₃-v_no，v_no＝(c₁+c₂+c₃)v_dc/3，v₁,v₂,v₃为公共连接点处电压，L_c为交流侧电感，i₁,i₂,i₃为滤波器输出补偿电流，R_c为交流侧等效电阻，v_dc为直流侧电容电压，引入开关函数c_k，指示IGBT的工作状态，定义为：

其中，k＝1,2,3；

利用Clark变换，将上述公式(1)变换到αβ两相静止坐标系中，变换矩阵T_abc/αβ为：

则有源电力滤波器在αβ两相静止坐标系中的数学模型为：

其中：i_a、i_β、u_a、u_β为静止参考系中的电流和电压。

3.根据权利要求2所述的一种有源电力滤波器无传感器控制方法，其特征在于步骤(2)的具体步骤如下：

基于二阶广义积分的正交信号发生器，将输入信号r(t)与输出信号y₁(t)和y₂(t)做拉普拉斯变换得到R(s)、Y₁(s)、Y₂(s)，其中s表示一个复数，可等效为σ+jω，所述信号发生器的闭环传递函数为：

当ω_n＝314rad/s时，系统阻尼比为可使系统整定时间和动态响应达到最优；

D(s)为带通滤波器，Q(s)为低通滤波器，当滤波器中心频率ω_n与输入信号频率ω一致，则输出信号的幅值便会与输入信号的幅值相等且相位相差90度，互为正交；

利用基于二阶广义积分的正交信号发生器重新对有源电力滤波器数学模型进行分析，得到：

其中：i_a'、i_β'、u_a'、u_β'为经过正交信号发生器处理后的静止参考系中的电流和电压；

根据r＝r'＝jr'^⊥，-ωr'^⊥＝dr'/dt，

进一步得下式：

最终推导出电网侧电压估算表达式：

其中u_a、u_β由以下步骤得到：

将u₁、u₂、u₃两两做差消去u_no，得到以下方程组：

对电压信息作线相变换，得

根据公式(4)、公式(10)、公式(11)推导出u_a、u_β的表达式：

将电流传感器测量得到的i_a、i_β信号经SOGI-QSG后输出两组幅值相等的正交电流信号i_a'与i_a'^⊥、i_β'与i_β'^⊥；同理将逆变器输出电压值经SOGI-QSG后得到两组正交电压信号u_a'与u_a'^⊥、u_β'与u_β'^⊥，获得网侧电压估算值v_a'、v_β'，然后经过Clark反变换得到三相电压估算值v₁、v₂、v₃，从而无需网侧电压传感器。