一種新型有源濾波器網(wǎng)側電流雙閉環(huán)控制方法
發(fā)布時間：2021-11-29 15:32
并聯(lián)型有源電力濾波器（SAPF）網(wǎng)側電流反饋控制屬于閉環(huán)控制,其性能優(yōu)于負載側電流反饋控制。傳統(tǒng)網(wǎng)側電流反饋控制采用低通濾波器檢測諧波電流,動態(tài)響應速度慢。為提高有源濾波器的動態(tài)響應特性,這里提出一種新型的網(wǎng)側閉環(huán)控制方法,采用基波和諧波電流獨立的雙閉環(huán)控制結構,無需諧波檢測環(huán)節(jié)。結合頻率特性分析了新方法在暫態(tài)響應、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,對系統(tǒng)進行離散化設計。通過對比性的樣機實驗證實了新方法的有效性。
【文章來源】：電力電子技術. 2020,54(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
圖２傳統(tǒng)網(wǎng)側閉環(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與電流內環(huán)單位階躍響應??Ｆｉｇ．?３?Ｓｔｅｐ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ＬＰＦ?ａｎｄ?ｉｎｎｅｒ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｌｏｏｐ??圖４為尺。�。保�，坤�。担�?ｒａｄ．ｓ－１時，式（５）的??波特圖。可以看出ＳＡＰＦ相當于加在非線性負載??和網(wǎng)側電流之間的帶阻濾波器。在諧振點處增益??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，??可將電流內環(huán)近似為１，則非線性負載諧波電流??擾動傳遞函數(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）和電流內環(huán)的單位階躍響應如圖３所示，??ＬＰＦ需要約０．１?ｓ才能趨于穩(wěn)定，電流內環(huán)的階躍??響應速度遠比ＬＰＦ快，即ＬＰＦ是導致系統(tǒng)響應慢??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)側閉環(huán)控制策略??為解決ＬＰＦ對動態(tài)響應速度的影響，這里提??出一種新型的網(wǎng)側閉環(huán)控制方法，結構見圖５。新??方法電流內環(huán)僅有ＰＩ控制器控制
ｕ?０．０５?０．１?０．１５??ｔｌｓ??圖３?ＬＰＦ與電流內環(huán)單位階躍響應??Ｆｉｇ．?３?Ｓｔｅｐ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ＬＰＦ?ａｎｄ?ｉｎｎｅｒ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｌｏｏｐ??圖４為尺。取１０，坤�。担�?ｒａｄ．ｓ－１時，式（５）的??波特圖�？梢钥闯觯樱粒校葡喈斢诩釉诜蔷�性負載??和網(wǎng)側電流之間的帶阻濾波器。在諧振點處增益??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，??可將電流內環(huán)近似為１，則非線性負載諧波電流??擾動傳遞函數(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）和電流內環(huán)的單位階躍響應如圖３所示，??ＬＰＦ需要約０．１?ｓ才能趨于穩(wěn)定，電流內環(huán)的階躍??響應速度遠比ＬＰＦ快，即ＬＰＦ是導致系統(tǒng)響應慢??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)側閉環(huán)控制策略??為解決ＬＰＦ對動態(tài)響應速度的影響，這里提??出一種新型的網(wǎng)側閉環(huán)控制方法，結構見圖５。新??方法電流內環(huán)僅有ＰＩ控制器控制
【參考文獻】：
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,關遠鵬,黑晨陽,謝運祥. 電力電子技術. 2018(04)
[2]基于矢量諧振調節(jié)器的有源電力濾波器網(wǎng)側電流檢測控制方法研究[J]. 易皓,卓放,翟灝. 電工技術學報. 2015(07)
[3]有源濾波器中新型檢測濾波器的設計[J]. 袁兆祥,鄭建勇,胡敏強,丁祖軍. 中國電機工程學報. 2008(09)
本文編號：3526757
【文章來源】：電力電子技術. 2020,54(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
圖２傳統(tǒng)網(wǎng)側閉環(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與電流內環(huán)單位階躍響應??Ｆｉｇ．?３?Ｓｔｅｐ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ＬＰＦ?ａｎｄ?ｉｎｎｅｒ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｌｏｏｐ??圖４為尺。�。保�，坤�。担�?ｒａｄ．ｓ－１時，式（５）的??波特圖。可以看出ＳＡＰＦ相當于加在非線性負載??和網(wǎng)側電流之間的帶阻濾波器。在諧振點處增益??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，??可將電流內環(huán)近似為１，則非線性負載諧波電流??擾動傳遞函數(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）和電流內環(huán)的單位階躍響應如圖３所示，??ＬＰＦ需要約０．１?ｓ才能趨于穩(wěn)定，電流內環(huán)的階躍??響應速度遠比ＬＰＦ快，即ＬＰＦ是導致系統(tǒng)響應慢??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)側閉環(huán)控制策略??為解決ＬＰＦ對動態(tài)響應速度的影響，這里提??出一種新型的網(wǎng)側閉環(huán)控制方法，結構見圖５。新??方法電流內環(huán)僅有ＰＩ控制器控制
ｕ?０．０５?０．１?０．１５??ｔｌｓ??圖３?ＬＰＦ與電流內環(huán)單位階躍響應??Ｆｉｇ．?３?Ｓｔｅｐ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｏｆ?ＬＰＦ?ａｎｄ?ｉｎｎｅｒ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｌｏｏｐ??圖４為尺。取１０，坤�。担�?ｒａｄ．ｓ－１時，式（５）的??波特圖�？梢钥闯觯樱粒校葡喈斢诩釉诜蔷�性負載??和網(wǎng)側電流之間的帶阻濾波器。在諧振點處增益??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，??可將電流內環(huán)近似為１，則非線性負載諧波電流??擾動傳遞函數(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）和電流內環(huán)的單位階躍響應如圖３所示，??ＬＰＦ需要約０．１?ｓ才能趨于穩(wěn)定，電流內環(huán)的階躍??響應速度遠比ＬＰＦ快，即ＬＰＦ是導致系統(tǒng)響應慢??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)側閉環(huán)控制策略??為解決ＬＰＦ對動態(tài)響應速度的影響，這里提??出一種新型的網(wǎng)側閉環(huán)控制方法，結構見圖５。新??方法電流內環(huán)僅有ＰＩ控制器控制
【參考文獻】：
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,關遠鵬,黑晨陽,謝運祥. 電力電子技術. 2018(04)
[2]基于矢量諧振調節(jié)器的有源電力濾波器網(wǎng)側電流檢測控制方法研究[J]. 易皓,卓放,翟灝. 電工技術學報. 2015(07)
[3]有源濾波器中新型檢測濾波器的設計[J]. 袁兆祥,鄭建勇,胡敏強,丁祖軍. 中國電機工程學報. 2008(09)
本文編號：3526757
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