一种新型有源滤波器网侧电流双闭环控制方法
发布时间：2021-11-29 15:32
并联型有源电力滤波器（SAPF）网侧电流反馈控制属于闭环控制,其性能优于负载侧电流反馈控制。传统网侧电流反馈控制采用低通滤波器检测谐波电流,动态响应速度慢。为提高有源滤波器的动态响应特性,这里提出一种新型的网侧闭环控制方法,采用基波和谐波电流独立的双闭环控制结构,无需谐波检测环节。结合频率特性分析了新方法在暂态响应、稳定性和控制精度等方面的提升作用,为提高模型的精确度,对系统进行离散化设计。通过对比性的样机实验证实了新方法的有效性。
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(05)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图２传统网侧闭环控制系统??Ｆｉｇ．?２?Ｃｌａｓｓｉｃａｌ?ｇｒｉｄ?ｓｉｄｅ?ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ??
ｕ?０．０５?０．１?０．１５??ｔｌｓ??图３?ＬＰＦ与电流内环单位阶跃响应??Ｆｉｇ．?３?Ｓｔｅｐ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ＬＰＦ?ａｎｄ?ｉｎｎｅｒ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｌｏｏｐ??图４为尺。取１０，坤取５０?ｒａｄ．ｓ－１时，式（５）的??波特图。可以看出ＳＡＰＦ相当于加在非线性负载??和网侧电流之间的带阻滤波器。在谐振点处增益??仅为－２１?ｄＢ左右，谐波抑制效果较差。??ｙ?Ｌｓ２＋Ｒｓ?ｓ２＋〇）ｆ＾??由式（４）可知，传递函数在谐波和基波频率处??都有无穷大增益，能同时无静差跟踪基波和谐波??电流。因此，在分析有源滤波器谐波治理性能时，??可将电流内环近似为１，则非线性负载谐波电流??扰动传递函数为：??ｉ．（ｓ）／ｉＬ（ｉ）＝１／（?１＋Ａ）？?ｌ／Ｃｌ＋Ｘｐｓ／Ｃｉ＋ｗ，）］?（５）??式中：４＝尺々／〇＋叫）］Ｇ和（ｓＭｌ＋Ｇｗ⑴］，旱为谐波增益，??坤为ＬＰＦ截止频率。??根据式（５）可以得到，系统谐波抑制能力取决??于心和坤，在系统稳定的前提下，Ａ：ｐ越大，谐波抑??制能力越好。ＬＰＦ（工程上一般取截止角频率约为??５０?ｒａｄｉ－１）和电流内环的单位阶跃响应如图３所示，??ＬＰＦ需要约０．１?ｓ才能趋于稳定，电流内环的阶跃??响应速度远比ＬＰＦ快，即ＬＰＦ是导致系统响应慢??的主要原因。??Ｗｒａｄ－ｓＨ??图４传统方法的波特图??Ｆｉｇ．?４?Ｂｏｄｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｌａｓｓｉｃａｌ?ｍｅｔｈｏｄ??３新型网侧闭环控制策略??为解决ＬＰＦ对动态响应速度的影响，这里提??出一种新型的网侧闭环控制方法，结构见图５。新??方法电流内环仅有ＰＩ控制器控制
ｕ?０．０５?０．１?０．１５??ｔｌｓ??图３?ＬＰＦ与电流内环单位阶跃响应??Ｆｉｇ．?３?Ｓｔｅｐ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ＬＰＦ?ａｎｄ?ｉｎｎｅｒ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｌｏｏｐ??图４为尺。取１０，坤取５０?ｒａｄ．ｓ－１时，式（５）的??波特图。可以看出ＳＡＰＦ相当于加在非线性负载??和网侧电流之间的带阻滤波器。在谐振点处增益??仅为－２１?ｄＢ左右，谐波抑制效果较差。??ｙ?Ｌｓ２＋Ｒｓ?ｓ２＋〇）ｆ＾??由式（４）可知，传递函数在谐波和基波频率处??都有无穷大增益，能同时无静差跟踪基波和谐波??电流。因此，在分析有源滤波器谐波治理性能时，??可将电流内环近似为１，则非线性负载谐波电流??扰动传递函数为：??ｉ．（ｓ）／ｉＬ（ｉ）＝１／（?１＋Ａ）？?ｌ／Ｃｌ＋Ｘｐｓ／Ｃｉ＋ｗ，）］?（５）??式中：４＝尺々／〇＋叫）］Ｇ和（ｓＭｌ＋Ｇｗ⑴］，旱为谐波增益，??坤为ＬＰＦ截止频率。??根据式（５）可以得到，系统谐波抑制能力取决??于心和坤，在系统稳定的前提下，Ａ：ｐ越大，谐波抑??制能力越好。ＬＰＦ（工程上一般取截止角频率约为??５０?ｒａｄｉ－１）和电流内环的单位阶跃响应如图３所示，??ＬＰＦ需要约０．１?ｓ才能趋于稳定，电流内环的阶跃??响应速度远比ＬＰＦ快，即ＬＰＦ是导致系统响应慢??的主要原因。??Ｗｒａｄ－ｓＨ??图４传统方法的波特图??Ｆｉｇ．?４?Ｂｏｄｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｌａｓｓｉｃａｌ?ｍｅｔｈｏｄ??３新型网侧闭环控制策略??为解决ＬＰＦ对动态响应速度的影响，这里提??出一种新型的网侧闭环控制方法，结构见图５。新??方法电流内环仅有ＰＩ控制器控制
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型LCL有源电力滤波器电流控制策略[J]. 李兰芳,关远鹏,黑晨阳,谢运祥. 电力电子技术. 2018(04)
[2]基于矢量谐振调节器的有源电力滤波器网侧电流检测控制方法研究[J]. 易皓,卓放,翟灏. 电工技术学报. 2015(07)
[3]有源滤波器中新型检测滤波器的设计[J]. 袁兆祥,郑建勇,胡敏强,丁祖军. 中国电机工程学报. 2008(09)
本文编号：3526757
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(05)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图２传统网侧闭环控制系统??Ｆｉｇ．?２?Ｃｌａｓｓｉｃａｌ?ｇｒｉｄ?ｓｉｄｅ?ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ??
ｕ?０．０５?０．１?０．１５??ｔｌｓ??图３?ＬＰＦ与电流内环单位阶跃响应??Ｆｉｇ．?３?Ｓｔｅｐ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ＬＰＦ?ａｎｄ?ｉｎｎｅｒ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｌｏｏｐ??图４为尺。取１０，坤取５０?ｒａｄ．ｓ－１时，式（５）的??波特图。可以看出ＳＡＰＦ相当于加在非线性负载??和网侧电流之间的带阻滤波器。在谐振点处增益??仅为－２１?ｄＢ左右，谐波抑制效果较差。??ｙ?Ｌｓ２＋Ｒｓ?ｓ２＋〇）ｆ＾??由式（４）可知，传递函数在谐波和基波频率处??都有无穷大增益，能同时无静差跟踪基波和谐波??电流。因此，在分析有源滤波器谐波治理性能时，??可将电流内环近似为１，则非线性负载谐波电流??扰动传递函数为：??ｉ．（ｓ）／ｉＬ（ｉ）＝１／（?１＋Ａ）？?ｌ／Ｃｌ＋Ｘｐｓ／Ｃｉ＋ｗ，）］?（５）??式中：４＝尺々／〇＋叫）］Ｇ和（ｓＭｌ＋Ｇｗ⑴］，旱为谐波增益，??坤为ＬＰＦ截止频率。??根据式（５）可以得到，系统谐波抑制能力取决??于心和坤，在系统稳定的前提下，Ａ：ｐ越大，谐波抑??制能力越好。ＬＰＦ（工程上一般取截止角频率约为??５０?ｒａｄｉ－１）和电流内环的单位阶跃响应如图３所示，??ＬＰＦ需要约０．１?ｓ才能趋于稳定，电流内环的阶跃??响应速度远比ＬＰＦ快，即ＬＰＦ是导致系统响应慢??的主要原因。??Ｗｒａｄ－ｓＨ??图４传统方法的波特图??Ｆｉｇ．?４?Ｂｏｄｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｌａｓｓｉｃａｌ?ｍｅｔｈｏｄ??３新型网侧闭环控制策略??为解决ＬＰＦ对动态响应速度的影响，这里提??出一种新型的网侧闭环控制方法，结构见图５。新??方法电流内环仅有ＰＩ控制器控制
ｕ?０．０５?０．１?０．１５??ｔｌｓ??图３?ＬＰＦ与电流内环单位阶跃响应??Ｆｉｇ．?３?Ｓｔｅｐ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ＬＰＦ?ａｎｄ?ｉｎｎｅｒ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｌｏｏｐ??图４为尺。取１０，坤取５０?ｒａｄ．ｓ－１时，式（５）的??波特图。可以看出ＳＡＰＦ相当于加在非线性负载??和网侧电流之间的带阻滤波器。在谐振点处增益??仅为－２１?ｄＢ左右，谐波抑制效果较差。??ｙ?Ｌｓ２＋Ｒｓ?ｓ２＋〇）ｆ＾??由式（４）可知，传递函数在谐波和基波频率处??都有无穷大增益，能同时无静差跟踪基波和谐波??电流。因此，在分析有源滤波器谐波治理性能时，??可将电流内环近似为１，则非线性负载谐波电流??扰动传递函数为：??ｉ．（ｓ）／ｉＬ（ｉ）＝１／（?１＋Ａ）？?ｌ／Ｃｌ＋Ｘｐｓ／Ｃｉ＋ｗ，）］?（５）??式中：４＝尺々／〇＋叫）］Ｇ和（ｓＭｌ＋Ｇｗ⑴］，旱为谐波增益，??坤为ＬＰＦ截止频率。??根据式（５）可以得到，系统谐波抑制能力取决??于心和坤，在系统稳定的前提下，Ａ：ｐ越大，谐波抑??制能力越好。ＬＰＦ（工程上一般取截止角频率约为??５０?ｒａｄｉ－１）和电流内环的单位阶跃响应如图３所示，??ＬＰＦ需要约０．１?ｓ才能趋于稳定，电流内环的阶跃??响应速度远比ＬＰＦ快，即ＬＰＦ是导致系统响应慢??的主要原因。??Ｗｒａｄ－ｓＨ??图４传统方法的波特图??Ｆｉｇ．?４?Ｂｏｄｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｌａｓｓｉｃａｌ?ｍｅｔｈｏｄ??３新型网侧闭环控制策略??为解决ＬＰＦ对动态响应速度的影响，这里提??出一种新型的网侧闭环控制方法，结构见图５。新??方法电流内环仅有ＰＩ控制器控制
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型LCL有源电力滤波器电流控制策略[J]. 李兰芳,关远鹏,黑晨阳,谢运祥. 电力电子技术. 2018(04)
[2]基于矢量谐振调节器的有源电力滤波器网侧电流检测控制方法研究[J]. 易皓,卓放,翟灏. 电工技术学报. 2015(07)
[3]有源滤波器中新型检测滤波器的设计[J]. 袁兆祥,郑建勇,胡敏强,丁祖军. 中国电机工程学报. 2008(09)
本文编号：3526757
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