基于改進型諧波檢測方法的并聯(lián)型有源濾波器的閉環(huán)控制

作者：時間：2011-06-01 來源：網(wǎng)絡(luò)

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　　圖1中,T為電源周期。這種改進型諧波電流檢測方法用簡單的積分、延時加增益環(huán)節(jié)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)i_p,i_q方法中的低通濾波器,將檢測方法的延時減少到1/6個電源周期。如果需要同時補償諧波和無功分量,只需要檢測出/i_p。

　　需指出,式(1)中只要求三相電流i_a,i_b,i_c對稱,對其中是否包含零序分量不作要求,加上此方法快速的動態(tài)響應(yīng),這種改進的方法可以推廣到單相電路中,推廣的關(guān)鍵是構(gòu)造對稱的三相電流,如圖2所示。

　　圖2中,i_l為單相電流的瞬時值,T為電源周期。這里由單相構(gòu)造三相,有2T/3的構(gòu)造延時,加上檢測方法T/6的延時,改進型方法用于單相電路時總的延時為5T/6。在三相四線電路和三相不平衡負(fù)載的場合中,只要將單相檢測的方法分別應(yīng)用于每一相,就可以快速準(zhǔn)確地檢測出每一相的諧波和無功電流。

2 電流閉環(huán)跟蹤和直流側(cè)電壓控制

　　APF在檢測出諧波電流信號后,需要采用合適的控制策略來產(chǎn)生驅(qū)動逆變器的開關(guān)信號,最終由逆變器輸出補償電流。

　三角載波方法可以使主電路器件的開關(guān)頻率固定并且很容易利用數(shù)字處理芯片實現(xiàn),本文采用這種方法進行電流跟蹤控制,如圖3所示。本文將實際補償電流i_c和檢測環(huán)節(jié)得到的指令信號i_c進行比較,形成了電流的閉環(huán)跟蹤控制。

　為了減輕系統(tǒng)的復(fù)雜程度,可以在控制中增加逆變器直流側(cè)電壓控制。本文對直流側(cè)電壓的控制是通過在檢測模塊中增加直流側(cè)控制部分來實現(xiàn)的,如圖4所示。

　　對APF而言,瞬時無功功率不會導(dǎo)致其交流側(cè)和直流側(cè)的能量交換。從能量平衡角度來講,忽略APF的開關(guān)等損耗,流入APF的有功能量只使電容上的電壓發(fā)生變化,因此調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功能量就能進行逆變器直流側(cè)的電壓控制。

圖4中

　　式中,U_cdr,U_cdf分別是直流側(cè)電壓U_cd的給定值和反饋值,兩者之差經(jīng)PI調(diào)節(jié)器后得到調(diào)節(jié)信號Δi_p,它疊加到瞬時有功電流的直流分量/i_p上,這樣使得APF的補償電流中包含一定的基波有功電流分量,從而使APF的直流側(cè)與交流側(cè)交換能量,將U_cd調(diào)節(jié)至給定值。