[发明专利]基于LLCL滤波的有源电力滤波器复合控制方法

摘要

本发明公开了一种基于LLCL滤波的有源电力滤波器复合控制方法，通过数字系统固有延时，对LLCL滤波器不稳定极点位置进行配置，实现LLCL滤波器的无阻尼电阻自稳定控制。在具体配置时，将LLCL滤波器直接与电网相连，减小了总电感量，降低系统成本和谐波输出能力，还避免了传统无源阻尼的附加损耗和有源阻尼需要额外添加传感器或受模型精度影响的问题，非常适合大功率逆变器应用。

主权项

基于LLCL滤波的有源电力滤波器复合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、PLL锁相环模块根据电网电压ug得到电网电压的相位角θ和角频率ω0；(2)、abc‑dq0坐标变换模块根据相位角θ，将电网电压ug变为dq0坐标系下的电压ugd、ugq、ug0，同时将三电平VSI交流侧电流i1变为dq0坐标系下的电流i1d、i1q、i10；(3)、直流电压控制模块将三电平VSI直流侧电压的给定值与三电平VSI直流侧电压udc1作差，再与三电平VSI直流侧电压udc2作差，将得到的差值进行PI控制，得到有功电流给定值同时将三电平VSI直流侧电压udc1与三电平VSI直流侧电压udc2作差，将得到的差值进行PI控制，得到中性线电流给定值(4)、谐波电流检测模块将负载电流iL进行离散傅里叶变换(DFT)得到谐波电流iLdh、iLqh、iL0h；(5)、电流控制模块计算输出控制量ud、uq、u0；(5.1)、计算电流Δid：将有功电流给定值与谐波电流iLdh求和再与电流i1d作差，得到(5.2)、计算电流Δiq：将谐波电流iLqh与电流i1q作差，得到Δiq＝iLqh‑i1q；(5.3)、计算电流Δi0：将中性线电流给定值与谐波电流iL0h求和再与电流i10作差，得到(5.4)、电流控制模块根据上述角频率ω0，将计算得到的Δid、Δiq、Δi0先进行复合控制，得到输出量ied、ieq、ie0，再经过PI控制后得到输出量ued、ueq、ue0，最后再经过延时环节延z‑x，得到控制量ud、uq、u0；(6)、电网电压前馈模块将步骤(2)所述电压ugd、ugq、ug0以及步骤(5)所述的输出控制量ud、uq、u0进行叠加，得到控制量Vd、Vq、V0；(7)、dq0‑abc坐标变换模块根据上述相位角θ，将步骤(6)所述的控制量Vd、Vq、V0变换到abc坐标系下的控制量Va、Vb、Vc；(8)、SPWM模块根据步骤(7)所述的控制量Va、Vb、Vc产生开关函数Sa，Sb，Sc，控制三电平VSI的各个IGBT的开通关断，得到VSI输出电压信号；(9)VSI输出电压信号和电网电压信号相互作用后，经过无阻尼电阻LLCL滤波器转化为电流信号；其中，所述无阻尼电阻LLCL滤波器中，其网侧电流至逆变桥侧电压的传递函数为：G(S)=Cr*Lr*s2+1(Cr*L1*L2+Cr*L1*Lr+Cr*L2*Lr)s3+(L1+L2)s]]>其中，s为S域算子，L1为VSI侧电感，L2为网侧电感，Lr和Cr为谐振支路的电感和电容；所述的电流控制模块包括：PI控制器、重复控制器和延时环节，且基波周期延时环节设置在PI控制器之后；所述的PI控制器的传递函数为：PI(z)=Kp(1+KIzz-1)]]>其中，Kp为比例参数，KI为积分参数，z为Z域算子；所述的重复控制器的传递函数为：H(z)=z-NS(z)1-Q(z)z-N]]>其中，z‑N为基波周期延时环节，N为延时拍数，S(z)为补偿器，Q(z)为一个低通滤波器；所述的延时环节z‑x是可变的，x为可变延时拍数，其取值为大于等于1的整数。