一種新型有源濾波器網(wǎng)側(cè)電流雙閉環(huán)控制方法
發(fā)布時(shí)間:2021-11-29 15:32
并聯(lián)型有源電力濾波器(SAPF)網(wǎng)側(cè)電流反饋控制屬于閉環(huán)控制,其性能優(yōu)于負(fù)載側(cè)電流反饋控制。傳統(tǒng)網(wǎng)側(cè)電流反饋控制采用低通濾波器檢測(cè)諧波電流,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢。為提高有源濾波器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,這里提出一種新型的網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制方法,采用基波和諧波電流獨(dú)立的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu),無需諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)。結(jié)合頻率特性分析了新方法在暫態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)定性和控制精度等方面的提升作用,為提高模型的精確度,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行離散化設(shè)計(jì)。通過對(duì)比性的樣機(jī)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了新方法的有效性。
【文章來源】:電力電子技術(shù). 2020,54(05)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:4 頁(yè)
【部分圖文】:
圖2傳統(tǒng)網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制系統(tǒng)??Fig.?2?Classical?grid?side?closed-loop?control?system??
u?0.05?0.1?0.15??tls??圖3?LPF與電流內(nèi)環(huán)單位階躍響應(yīng)??Fig.?3?Step?response?of?LPF?and?inner?current?loop??圖4為尺。。保埃と。担?rad.s-1時(shí),式(5)的??波特圖?梢钥闯觯樱粒校葡喈(dāng)于加在非線性負(fù)載??和網(wǎng)側(cè)電流之間的帶阻濾波器。在諧振點(diǎn)處增益??僅為-21?dB左右,諧波抑制效果較差。??y?Ls2+Rs?s2+〇)f^??由式(4)可知,傳遞函數(shù)在諧波和基波頻率處??都有無窮大增益,能同時(shí)無靜差跟蹤基波和諧波??電流。因此,在分析有源濾波器諧波治理性能時(shí),??可將電流內(nèi)環(huán)近似為1,則非線性負(fù)載諧波電流??擾動(dòng)傳遞函數(shù)為:??i.(s)/iL(i)=1/(?1+A)??l/Cl+Xps/Ci+w,)]?(5)??式中:4=尺々/〇+叫)]G和(sMl+Gw⑴],旱為諧波增益,??坤為LPF截止頻率。??根據(jù)式(5)可以得到,系統(tǒng)諧波抑制能力取決??于心和坤,在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,A:p越大,諧波抑??制能力越好。LPF(工程上一般取截止角頻率約為??50?radi-1)和電流內(nèi)環(huán)的單位階躍響應(yīng)如圖3所示,??LPF需要約0.1?s才能趨于穩(wěn)定,電流內(nèi)環(huán)的階躍??響應(yīng)速度遠(yuǎn)比LPF快,即LPF是導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)慢??的主要原因。??Wrad-sH??圖4傳統(tǒng)方法的波特圖??Fig.?4?Bode?diagram?of?the?classical?method??3新型網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制策略??為解決LPF對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的影響,這里提??出一種新型的網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制方法,結(jié)構(gòu)見圖5。新??方法電流內(nèi)環(huán)僅有PI控制器控制
u?0.05?0.1?0.15??tls??圖3?LPF與電流內(nèi)環(huán)單位階躍響應(yīng)??Fig.?3?Step?response?of?LPF?and?inner?current?loop??圖4為尺。。保,坤。担?rad.s-1時(shí),式(5)的??波特圖?梢钥闯觯樱粒校葡喈(dāng)于加在非線性負(fù)載??和網(wǎng)側(cè)電流之間的帶阻濾波器。在諧振點(diǎn)處增益??僅為-21?dB左右,諧波抑制效果較差。??y?Ls2+Rs?s2+〇)f^??由式(4)可知,傳遞函數(shù)在諧波和基波頻率處??都有無窮大增益,能同時(shí)無靜差跟蹤基波和諧波??電流。因此,在分析有源濾波器諧波治理性能時(shí),??可將電流內(nèi)環(huán)近似為1,則非線性負(fù)載諧波電流??擾動(dòng)傳遞函數(shù)為:??i.(s)/iL(i)=1/(?1+A)??l/Cl+Xps/Ci+w,)]?(5)??式中:4=尺々/〇+叫)]G和(sMl+Gw⑴],旱為諧波增益,??坤為LPF截止頻率。??根據(jù)式(5)可以得到,系統(tǒng)諧波抑制能力取決??于心和坤,在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,A:p越大,諧波抑??制能力越好。LPF(工程上一般取截止角頻率約為??50?radi-1)和電流內(nèi)環(huán)的單位階躍響應(yīng)如圖3所示,??LPF需要約0.1?s才能趨于穩(wěn)定,電流內(nèi)環(huán)的階躍??響應(yīng)速度遠(yuǎn)比LPF快,即LPF是導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)慢??的主要原因。??Wrad-sH??圖4傳統(tǒng)方法的波特圖??Fig.?4?Bode?diagram?of?the?classical?method??3新型網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制策略??為解決LPF對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的影響,這里提??出一種新型的網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制方法,結(jié)構(gòu)見圖5。新??方法電流內(nèi)環(huán)僅有PI控制器控制
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種新型LCL有源電力濾波器電流控制策略[J]. 李蘭芳,關(guān)遠(yuǎn)鵬,黑晨陽(yáng),謝運(yùn)祥. 電力電子技術(shù). 2018(04)
[2]基于矢量諧振調(diào)節(jié)器的有源電力濾波器網(wǎng)側(cè)電流檢測(cè)控制方法研究[J]. 易皓,卓放,翟灝. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(07)
[3]有源濾波器中新型檢測(cè)濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 袁兆祥,鄭建勇,胡敏強(qiáng),丁祖軍. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(09)
本文編號(hào):3526757
【文章來源】:電力電子技術(shù). 2020,54(05)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:4 頁(yè)
【部分圖文】:
圖2傳統(tǒng)網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制系統(tǒng)??Fig.?2?Classical?grid?side?closed-loop?control?system??
u?0.05?0.1?0.15??tls??圖3?LPF與電流內(nèi)環(huán)單位階躍響應(yīng)??Fig.?3?Step?response?of?LPF?and?inner?current?loop??圖4為尺。。保埃と。担?rad.s-1時(shí),式(5)的??波特圖?梢钥闯觯樱粒校葡喈(dāng)于加在非線性負(fù)載??和網(wǎng)側(cè)電流之間的帶阻濾波器。在諧振點(diǎn)處增益??僅為-21?dB左右,諧波抑制效果較差。??y?Ls2+Rs?s2+〇)f^??由式(4)可知,傳遞函數(shù)在諧波和基波頻率處??都有無窮大增益,能同時(shí)無靜差跟蹤基波和諧波??電流。因此,在分析有源濾波器諧波治理性能時(shí),??可將電流內(nèi)環(huán)近似為1,則非線性負(fù)載諧波電流??擾動(dòng)傳遞函數(shù)為:??i.(s)/iL(i)=1/(?1+A)??l/Cl+Xps/Ci+w,)]?(5)??式中:4=尺々/〇+叫)]G和(sMl+Gw⑴],旱為諧波增益,??坤為LPF截止頻率。??根據(jù)式(5)可以得到,系統(tǒng)諧波抑制能力取決??于心和坤,在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,A:p越大,諧波抑??制能力越好。LPF(工程上一般取截止角頻率約為??50?radi-1)和電流內(nèi)環(huán)的單位階躍響應(yīng)如圖3所示,??LPF需要約0.1?s才能趨于穩(wěn)定,電流內(nèi)環(huán)的階躍??響應(yīng)速度遠(yuǎn)比LPF快,即LPF是導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)慢??的主要原因。??Wrad-sH??圖4傳統(tǒng)方法的波特圖??Fig.?4?Bode?diagram?of?the?classical?method??3新型網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制策略??為解決LPF對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的影響,這里提??出一種新型的網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制方法,結(jié)構(gòu)見圖5。新??方法電流內(nèi)環(huán)僅有PI控制器控制
u?0.05?0.1?0.15??tls??圖3?LPF與電流內(nèi)環(huán)單位階躍響應(yīng)??Fig.?3?Step?response?of?LPF?and?inner?current?loop??圖4為尺。。保,坤。担?rad.s-1時(shí),式(5)的??波特圖?梢钥闯觯樱粒校葡喈(dāng)于加在非線性負(fù)載??和網(wǎng)側(cè)電流之間的帶阻濾波器。在諧振點(diǎn)處增益??僅為-21?dB左右,諧波抑制效果較差。??y?Ls2+Rs?s2+〇)f^??由式(4)可知,傳遞函數(shù)在諧波和基波頻率處??都有無窮大增益,能同時(shí)無靜差跟蹤基波和諧波??電流。因此,在分析有源濾波器諧波治理性能時(shí),??可將電流內(nèi)環(huán)近似為1,則非線性負(fù)載諧波電流??擾動(dòng)傳遞函數(shù)為:??i.(s)/iL(i)=1/(?1+A)??l/Cl+Xps/Ci+w,)]?(5)??式中:4=尺々/〇+叫)]G和(sMl+Gw⑴],旱為諧波增益,??坤為LPF截止頻率。??根據(jù)式(5)可以得到,系統(tǒng)諧波抑制能力取決??于心和坤,在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,A:p越大,諧波抑??制能力越好。LPF(工程上一般取截止角頻率約為??50?radi-1)和電流內(nèi)環(huán)的單位階躍響應(yīng)如圖3所示,??LPF需要約0.1?s才能趨于穩(wěn)定,電流內(nèi)環(huán)的階躍??響應(yīng)速度遠(yuǎn)比LPF快,即LPF是導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)慢??的主要原因。??Wrad-sH??圖4傳統(tǒng)方法的波特圖??Fig.?4?Bode?diagram?of?the?classical?method??3新型網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制策略??為解決LPF對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的影響,這里提??出一種新型的網(wǎng)側(cè)閉環(huán)控制方法,結(jié)構(gòu)見圖5。新??方法電流內(nèi)環(huán)僅有PI控制器控制
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種新型LCL有源電力濾波器電流控制策略[J]. 李蘭芳,關(guān)遠(yuǎn)鵬,黑晨陽(yáng),謝運(yùn)祥. 電力電子技術(shù). 2018(04)
[2]基于矢量諧振調(diào)節(jié)器的有源電力濾波器網(wǎng)側(cè)電流檢測(cè)控制方法研究[J]. 易皓,卓放,翟灝. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(07)
[3]有源濾波器中新型檢測(cè)濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 袁兆祥,鄭建勇,胡敏強(qiáng),丁祖軍. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(09)
本文編號(hào):3526757
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