一种三相有源电力滤波器的自抗扰控制系统及控制方法与流程

文档序号:12181360阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三相有源电力滤波器的自抗扰控制系统,其特征是:将直流侧电容两端电压和电压参考值的差值进行PI控制过程替换为对直流侧电容两端电压和电压参考值进行自抗扰控制,所述自抗扰控制根据直流侧电容两端电压和直流侧电压参考值确定三相有源电力滤波器的状态量和扰动量,根据状态量和扰动量生成控制电流以进行反馈。

2.一种三相有源电力滤波器的自抗扰控制系统,其特征是:具体包括:

自抗扰控制器,被配置为采集直流侧电容两端电压和电压参考值,检测三相有源电力滤波器的状态量和扰动量,并根据所述直流侧电容两端电压、电压参考值、状态量和扰动量输出控制电流,以消除三相有源电力滤波器的非线性和外部扰动带来的影响;

锁相环,被配置为检测电网侧电压某相相位,并生成与电网侧电压同频同相的单位正弦电压信号;

乘法器,被配置为接收自抗扰控制器控制电流的三分之一和锁相环的输出值,得到电网侧电流的参考值;

电流比较器,被配置为与电网侧线路和乘法器的输出连接,通过检测电网侧电流实际值,计算电网侧电流实际值与电网侧电流参考值的差值;

PWM驱动电路,被配置为接收电流比较器的计算结果,并根据计算结果确定并输出驱动信号;

变换电路,被配置为受PWM驱动电路控制动作,根据驱动信号向负载侧输出对应相补偿电流。

3.如权利要求2所述的一种三相有源电力滤波器的自抗扰控制系统,其特征是:所述自抗扰控制器包括扩张状态观测器和观测器反馈控制回路,扩张状态观测器采集控制电流和直流侧电压实际值,输出三相有源电力滤波器的状态量和扰动量;观测器反馈控制回路采集直流侧电压参考值和三相有源电力滤波器的状态量和扰动量,生成控制电流反馈给扩张状态观测器。

4.如权利要求2所述的一种三相有源电力滤波器的自抗扰控制系统,其特征是:所述电流比较器包括电流检测器和电流环,电流检测器检测电网侧电流实际值并输出给电流环,电流环同时与电流检测器和乘法器的输出相连,输出电网侧电流的参考值和电网侧电流实际值的差值。

5.如权利要求2所述的一种三相有源电力滤波器的自抗扰控制系统,其特征是:所述变换电路包括PWM变流器和在PWM变流器两侧并联电容器。

6.一种基于如权利要求1-5中任一项所述的系统的控制方法,其特征是:包括以下步骤:

1)采用自抗扰控制采集直流侧电压实际值和电压参考值,以检测三相有源电力滤波器的状态量和扰动量,并根据所述直流侧电压实际值、电压参考值、状态量和扰动量输出控制电流,消除三相有源电力滤波器的非线性和外部扰动带来的影响;

2)采用锁相环检测电网侧电压某相相位,并生成与电网侧电压同频同相的单位正弦电压信号;

3)将步骤1)的控制电流的三分之一和单位正弦电压信号相乘,得到电网侧电流的参考值;

4)检测电网侧电流实际值,与所述电网侧电流的参考值作差,得到二者的差值,计算驱动信号,并驱动三相有源电力滤波器主电路向负载侧输出对应相的补偿电流。

7.如权利要求6所述的控制方法,其特征是:所述自抗扰控制包括:扩张状态观测器和观测器反馈控制回路,扩张状态观测器采集控制电流和直流侧电压实际值,输出三相有源电力滤波器的状态量和扰动量;观测器反馈控制回路采集直流侧电压参考值和三相有源电力滤波器的状态量和扰动量,生成控制电流反馈给扩张状态观测器。

8.如权利要求7所述的控制方法,其特征是:所述扩张状态观测器设置控制参数b0和高增益调整参数ε,观测输出三相有源电力滤波器的状态量和扰动量,所述控制参数的取值满足被控三相有源电力滤波器的控制要求,所述高增益调整参数的取值满足扩张状态观测器的稳定性要求。

9.如权利要求7所述的控制方法,其特征是:所述观测器反馈控制回路设置控制参数b0、比例增益参数Kp和积分增益参数KI,生成控制电流;控制参数的取值满足被控三相有源电力滤波器的控制要求,比例增益参数取值满足观测器反馈控制回路的反馈时间要求,积分增益参数取值同时满足观测器反馈控制回路反馈时间与反馈稳定性的要求。

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