有源电力滤波器的前馈解耦控制策略研究.pdf
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1、总第 4 9卷第 5 6 1期 2 0 1 2年第 9期 电测 与仪表 El e c t r i c aI M e a s ur e m e nt I n s t r u m e n t a t i o n Vo 1 4 9 NO 5 6 1 S e p 2 0 1 2 有源电力滤波器的前馈解耦控制策略研究 许彦1 ,冯宇 , 张晓 , 李德路4 ( 1 国网北京经济技术研 究院徐州勘测设计 中心 , 江苏 徐州 2 2 1 0 0 0 ; 2 中国电力科学研 究院, 武汉 4 3 0 0 7 4 ; 3 中国矿业大学信 电学院, 江苏 徐 9 i i 2 2 1 0 0 8 ; 4 江苏建筑
2、职业技术学院 , 江苏 徐 埘 2 2 1 0 0 8 ) 摘要 : 目前流行的预测控制算法存在计算量大 、 对系统参数依赖性大、 未考虑三相电路耦合关系等问题。基于 此 , 本文提出了一种新型的前馈解耦算法 , 该算法通过 电流环的两个P I 控制器对指令 电流进行跟踪 , 通过 电压 环的P I 控制器对直流侧电压进行稳定 , 电流环的输出结果作为S V P WM的参考电压对逆变器进行控制。 方法控制 简单 , 便于工程实现 , 很好 的解决了预测控制所存在的问题 。基于D S P 的实验证明了其可行性 。 关键词 : 有源电力滤波器 ; 谐波源 ; 前馈解耦算法; D S P 中图分类号
3、 : T M 7 1 4 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 1 1 3 9 0 ( 2 0 1 2 ) 0 9 0 0 1 4 0 4 Re s e a r c h o n Fe e d Fo r wa r d De c o up l i ng Al g o r i s m o f Ac t i v e Po we r Fi l t e r XU Ya n ,FENG Yu ,ZHANG Xi a 。 ,LI De -1 u ( 1 S t a t e P o w e r E c o n o mi c R e s e a r c h I n s t i t u t e X u z
4、h o u S u r v e y& D e s i g n C e n t e r, X u z h o u 2 2 1 0 0 0, J i a n g s u ,C h i n a 2 Chi na El e c t r i c P o we r Re s e a r c h I n s t i t u t e,W uh a n 43 001 4 , Chi n a 3Ch i n a Uni v e r s i t y o f Mi n i n g a n d Te c h no l o g y , X u z h o u 2 2 1 0 0 8 , J i a n g s u , C
5、 h i n a 4 J i a n g s u I n s t i t u t e o f A r c h i t e c t u r a l T e c h n o l o g y , X u z h o u 2 2 1 0 0 8 , J i a n g s u , C h i n a ) A b s t r a c t : I n c o n n e c t i o n w i t h c u r r e n t c o n tr o l i n A P F c o n t r o l s y s t e m , t h i s p a p e r p u t s f o r w a
6、r d a n e w f e e d f o rw a r d d e c o up l i n g a l g o r i t h m wh i c h t r a c e d g i v e n c u rre n t wi t h t wo PI c o nt r o l l e r s i n c u r r e n t l o o p,a n d s t a b i l i z e d DCv o l t a g e wi t h P I c o n t r o l l e r s i n v o l t a g e l o o p F i n a l l y ,r e f e r
7、 e n t v o l t a g e o f S VP WM w h i c h i s t h e o u t p u t o f c u r r e n t l o o p c o n t r o l l e d t h e i n v e r t e r T h i s m e t h o d i s s i m p l e ,r e l i a b l e a n d e a s y t o b e r e a l i z e d i n p r o j e c t T h i s a p p r o a c h i s p r o v e d t o b e f e a s i
8、bi l i t y b y e x p e r i me n t b a s e d o n DS P Ke y wo r ds :a c t i v e po we r fil t e r,h a r mo n i c s o u r c e,f e e d f o rw a r d de c o u pl i n g a l g o r i s m ,DS P 0引 言 在 当代的电力系统 中,谐波 已经成为一个普遍 的、 亟需解决 的电能质量问题 。由于大部分谐波源都 以电流源的形式向电网中注入谐波, 因此可称此类谐 波 源 为 电流 型谐 波 源 。利 用 有 源 滤 波 器 ( A
9、 c t i v e P o w e r F i l t e r , A P F )治理电流型谐波源一直是学者们 关注和研究的热点l l l。 目前 , A P F 通过采用脉宽调制技术 ( P u l s e Wi d t h M o d u l a t i o n , P WM) 来实现其控制。文献2 通过总结 P WM 技术的发展历史将其分为两大类 :载波型P WM 技术和跟踪型P WM技术。 载波型P WM技术发展较早 , 其优点是控制线路简单。但由于其动态性能不好, 不 能进行跟踪 , 很难用于A P F 的控制。而跟踪型P WM技 术可以跟踪变化的情形,快速地对突变做出反应, 具
10、有很强的动态性能 。目前跟踪型P WM技术主要有 : 滞 1 4 环 电流跟踪P WM控制 、 预测 电流P WM控制等 。 滞环 比较控制是一种简单的B a n g b a n g 控制 , 这 种控制的开关频率 、 响应速度及 电流的跟踪精度均受 滞环带宽影响3 。 预测控制 ( p r e d i c t i v e c o n t r o 1 ) 文献 4 1 将灰色预测 理论引入A P F 的控制。这种基于预测模型的控制可以 打破传统控制理论对控制对象模型结构和参数 的严 格要求 , 而着眼于在信息集合的基础上根据功能的要 求按最方便的途径建立模型。无差拍控制l5 喔: 一种在 电流
11、滞环比较控制技术上发展起来的全数字化控制 技术。它属于预测控制的一种, 其利用前一时刻补偿 电流的参考值和实际值 , 计算 出下一时刻的电流参考 值及各种开关状态下的逆变器电流输出值, 然后选择 某种开关模式作为下一时刻的开关状态 , 从而达到电 流误差等于零的目 标。而为减少控制的运算量, 在控 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 总第 4 9卷第 5 6 1期 2 0 1 2年第 9期 电测与仪表 El e c t r i c a l M e as ur e me n t I n s t r ume n t a t i o n Vo 1 4 9 NO 5 6 1
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