[发明专利]基于电压矢量法的中压CS-APF双滞环容错控制方法

摘要

本发明涉及一种基于电压空间矢量法的中压CS-APF（级联式并联有源电力滤波器）双滞环容错型电流控制方法，解决CS-APF中存在的级联电路故障几率较大问题，并有效降低成本。非故障状态下，当电流跟踪误差较大时主要考虑电流跟踪的快速性，误差较小时主要考虑精确性；故障状态下，充分利用级联逆变器冗余电压矢量多，且位置经常重合的特性，选择最优的非故障电压矢量尽可能等效的替代故障电压矢量，使CS-APF的输出电流能在故障状态下较准确的跟踪参考值。与目前常用的N+1冗余容错方式相比，该法不需要增加附加的硬件冗余资源，节约成本，并可以推广至任意阶CS-APF中去，显著提高中压有源电力滤波器的工作可靠性。

主权项

一种基于电压空间矢量法的中压CS‑APF双滞环容错控制方法，其特征在于，所述控制方法的步骤包括：(1)通过电流双滞环确定有源滤波器输出补偿电流的实际值ic与参考值ic*之间的误差△i，其中电流双滞环的外环保证电流跟踪的快速性，内环保证精确性，并作为选择电压矢量的依据；(2)非故障状态下控制方法：①当电流跟踪误差|△i|大于外环宽度h2时（即|△i|≥h2），不考虑参考电压空间矢量位置，选择使电流误差下降速度最快的电压矢量，即其对应的d△i／dt具有与电流误差矢量△i方向相反的最大分量，使|△i|以最快的速度逼近内环，从而实现对参考电流的快速跟踪；②当电流误差处于内环和外环之间时（即h2＞|△i|≥h1），选择对应误差电流微分幅值最小的电压矢量，以稳定误差，并降低开关频率；③当误差电流小于内环宽度h1时（即h1＞|△i|≥0），输出电压矢量将维持不变，以降低平均开关频率，简化算法；(3)当CS‑APF的某个或几个级联单元发生故障时，会引起该相电平数减少，上述方法选定的电压矢量可能由于故障而无法使用，成为故障电压矢量；此时，首先迅速短接故障单元，并充分利用级联逆变器冗余电压矢量多，且位置经常重合的特性，选择最优的非故障电压矢量替换故障电压矢量，即选择位置重合或效果最接近的非故障矢量进行替代，使CS‑APF的输出电流能在故障状态下较准确的跟踪参考值。