[发明专利]一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法

摘要

本发明涉及一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法，利用空间矢量控制方法作为核心计算得到桥臂输出电压参考值的基本量；利用电流滞环控制方法作为核心计算得到桥臂输出电压参考值的调节量。有源电力滤波器桥臂参考电流与实际输出电流之间的误差较小时，电流滞环控制不起作用，保证在负载谐波含量较小时有源电力滤波器具有较高的控制精度；而误差较大时，计算得到的调节量与基本量相加，保证在负载谐波含量较大时有源电力滤波器具有较快的响应速度。该方法能提高四桥臂有源电力滤波器的自适应能力，使得四桥臂有源电力滤波器能在各种不同的谐波状况下均能对谐波电流和系统中线电流进行良好的补偿。

主权项

一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法，所述四桥臂并联有源电力滤波器，包括并联在电力系统和非线性负荷之间的四桥臂有源电力滤波器，四桥臂有源电力滤波器中的桥臂A,B,C,N接入电力系统和非线性负荷之间的节点分别记为a,b,c,n，四桥臂有源电力滤波器中的桥臂A,B,C分别输出电流iFa, iFb, iFc，电流iFn流入桥臂N，直流侧电容与桥臂A,B,C,N均并联；非线性负荷的电流信号包括电流iLa, iLb, iLc, iLn，非线性负荷吸收电流iLa, iLb, iLc，输出电流iLn，电流iLa, iLb, iLc为补偿前的电力系统电流，电流iLn为中线电流；电力系统提供电压信号uSa, uSb, uSc，电力系统的电流信号包括电流iSa, iSb, iSc, iSn，电力系统提供电流iSa, iSb, iSc，电流iSn沿中线流回电力系统，电流iSa, iSb, iSc为补偿后的电力系统电流，电流iSn为中线电流；桥臂A的上下开关管 SWAp, SWAn由控制脉冲SAp, SAn分别控制，桥臂B的上下开关管SWBp, SWBn由控制脉冲SBp, SBn分别控制，桥臂C的上下开关管 SWCp, SWCn由控制脉冲SCp, SCn分别控制，桥臂N的上下开关管SWNp, SWNn由控制脉冲SNp, SNn分别控制；其特征在于：通过设置控制脉冲SAp, SAn, SBp, SBn, SCp, SCn, SNp, SNn消除谐波，并使得电力系统的中线电流iSn减小为0，脉冲设置实现方式包括以下步骤， 某一开关控制周期内补偿前电力系统的畸变电流信号为电流iLa, iLb, iLc，通过电流iLa, iLb, iLc得到50Hz正序有功分量iLaf, iLbf, iLcf，并作为补偿后电力系统电流的目标信号；将电流iLa, iLb, iLc减去各自50Hz正序有功分量iLaf, iLbf, iLc，得到桥臂A,B,C输出电流的参考电流信号iFa,ref, iFb,ref, iFc,ref；桥臂N输出电流的参考电流信号iFn,ref等于非线性负荷的中线电流iLn；根据参考电流信号iFa,ref, iFb,ref, iFc,ref, iFn,ref和四桥臂有源电力滤波器的电压电流方程，计算得到桥臂A,B,C中点对桥臂N中点电压的参考电压信号uAN,ref, uBN,ref, uCN,ref，然后计算得到桥臂A,B,C,N中点对直流侧电容中点M的参考电压信号基本量uAM,ref1, uBM,ref1, uCM,ref1, uNM,ref1； 将桥臂A,B,C输出电流的参考电流信号iFa,ref, iFb,ref, iFc,ref分别减去桥臂A,B,C实际的电流iFa, iFb, iFc，得到桥臂A,B,C输出电流的误差信号iFa,err, iFb,err, iFc,err；根据误差信号iFa,err, iFb,err, iFc,err计算得到桥臂A,B,C参考电压信号调节量uAM,ref2, uBM,ref2, uCM,ref2；将桥臂A,B,C的参考电压信号基本量uAM,ref1, uBM,ref1, uCM,ref1和参考电压信号调节量uAM,ref2, uBM,ref2, uCM,ref2分别相加，得到桥臂A,B,C的参考电压信号uAM,ref, uBM,ref, uCM,ref；桥臂N的参考电压信号uCM,ref等于桥臂N的参考电压信号基本量uCM,ref1；根据桥臂A,B,C,N的参考电压信号uAM,ref, uBM,ref, uCM,ref, uNM,ref计算得到各桥臂上开关管SWAp, SWBp, SWCp, SWNp在一开关控制周期内的开关状态转换时刻TA,TB,TC,TN，而同一桥臂下开关管的开关状态与上开关管总是为相反状态，从而得到该开关控制周期内各开关管SWAp, SWAn, SWBp, SWBn, SWCp, SWCn, SWNp, SWNn的相应控制脉冲SAp, SAn, SBp, SBn, SCp, SCn, SNp, SNn。