[发明专利]一种有源电力滤波器无传感器控制方法

说明书

一种有源电力滤波器无传感器控制方法，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。本发明利用基于二阶广义积分器的正交信号发生器构建有源电力滤波器网侧电压观测器，实现有源电力滤波器无交流电压传感器控制，从而简化了系统的控制结构，确保系统稳定可靠的谐波补偿能力。

技术领域

本发明涉及有源电力滤波器控制技术领域，具体涉及一种有源电力滤波器无传感器控制方法。

背景技术

随着现代电力电子技术的大量推广和应用，各种功率电子设备越来越多，谐波、无功、不平衡等对电力系统产生了很大的影响，严重影响了供电品质，降低了发电设备、用电设备的工作性能和使用寿命，甚至危及电力系统的安全性。目前主要采用外加滤波器的方式进行治理，滤波器分为无源滤波器和有源滤波器两种。由于无源滤波器存在只能补偿特定谐波等缺陷，所以现在对电能问题的治理研究主要集中在有源滤波器。有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变，补偿无功，同时滤波特性不受系统阻抗的影响，因此成为了广泛研究和关注的热点。

有源电力滤波器实现谐波抑制通常需要多个传感器检测负载电流、补偿电流、电网电压和直流侧电压，这些传感器不仅会引入测量噪声，多种传感器也无法做到同步采样，模拟传感器分辨率低会进一步导致测量精度降低，而且传感器往往需要单独校准，增加了设备安装与维护成本，提高了系统故障率，降低了系统可靠性。由此可见，上述现有的有源电力滤波器在使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的有源电力滤波器在使用上存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种有源电力滤波器无传感器控制方法，提高系统可靠性。

本发明的技术方案如下：

一种有源电力滤波器无传感器控制方法，包括如下步骤：

(1)、建立有源电力滤波器数学模型；

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：