并联有源滤波器的复合电流跟踪控制策略研究.pdf

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1、第34卷第1期东北电力大学学报Vo1．34，No．12014年2月JournalOfNortheastDianliUniversityFeb．，2014文章编号：1005—2992(2014)0I一0026—05并联有源滤波器的复合电流跟踪控制策略研究王林川，金媛媛(东北电力大学电气工程学院，吉林吉林I32012)摘要：随着电力电子技术的不断发展，电网的污染问题也日渐受到_r人们的关注。为r改善电的污染状况，在研究了模糊递推积分比例积分PI控制和瞬时值比较控制的基础上，提出了一种采用瞬时值比较控制和模糊递推积分PI控制联合控制的方法。经过仿真验证，该算法能够满足谐波补偿控制系统响应速度和控制

2、精度的要求，有效地提高了电力系统的滤波效果。关键词：并联有源滤波器；瞬时值比较控制；模糊递推积分比例积分控制；联合控制；结果分析中图分类号：TM76文献标识码：A随着电力电子技术不断发展，各种变频器、开关电源和电抗器不断应用于生活、生产中，这些电力电子器件使得电网的正常运行受到影响，妨碍了仪器仪表的正常工作，增加了电力元件的损耗。因此，有源滤波技术已经变得非常重要，而其中的关键技术，电流跟踪控制技术更是研究的热难点。目前，常用的电流跟踪控制方法主要有以下几种：瞬时值比较控制，单周控制，变结构控制，空间矢量PWM控制和智能控制等等。‘。笔者在学习了各种控制方法的基础上，针对瞬时值比较控制动态响

3、应速度快，补偿电流时，实时跟踪性能好但属于有差控制，存在不能消除系统的静态误差的局限性；针对模糊自适应递推积分PI控制虽然可以实现无差拍控制，但在误差较大时，系统需要较长时问达到稳定状态，有响应速度慢这样一个缺点，提出了一种新型控制方法，该方法综合了上述两种方法的优点，提高了有源电力滤波器的稳态性的同时也．保证了系统的动态性能。1APF的模型本文研究的APF为三相并联型，其模型如图1所示。2复合控制算法研究分析I甜1At’F模型2．1瞬时值比较控制瞬时值比较控制又叫滞环控制，它虽然具有控制简单，电流响应很快，不需要载波等优点，但是它是有差控制，对于精度要求较高的控制系统不能满足图2瞬时值比较

4、控制原理【=冬_『要求，其原理框图见图2。收稿日期：20l3一l0—10作者简介：E林川(1955一)，男，占林省吉林市人，东北电力大学电气工程学院教授，硕士，主要研究方向：电力系统稳定与控制第1期王林川等：并联有源滤波器的复合电流跟踪控制策略研究272．2模糊递推积分Pl控制传统的PI控制器包含比例和积分环节，对于直流和变化缓慢的变量可以较好的做到无差控制，但是不适合用在周期变化的变量上。递推积分PI控一制克服了卜面的不足，但是对于控制器参数。，勺整定依lH比较困难，它们一经确定下来，便无法在控lI制过程中实现实时修改。为了解决该问题，笔者将图3模糊自修改递推积分PI控制原理图模糊控制递推

5、积分PI控制并联在一起复合运行，实现_r．的在线实时修改模糊递推积分Pl控制的原理框图如图3所示。指令电流与APF产生的实际补偿电流c之差e以及它的变化率de／dt经过模糊控制器将它们模糊后，然后按照模糊规律进行推算，再将推算得到的模糊值还原成确定值，最后得到实时修改变量△，AK，将他们与递推积分控制中的参数K相叠加得到整定后的系统参数，：。变大，系统的响应速度会变快，静态误差会变小，但是当：，很大时，虽然系统的响应速度很快，稳态误差也很小，但是系统会超涮，失去稳定性；而过小时，虽然超调量较小，也会引起系统响应过慢，静态误差过大这些问题。变大，系统的稳态误差会变小，而当K过大时虽然能做到无差

6、控制，然而系统会失稳，当K过JJ~HJ,"系统的稳态误差会很大，不能满足控制精度上的要求。因此，参数，：的选择非常重要。针对以}-情况，笔者将上面这两种方法结合在一起，取长补短，提出了一种复合控制的方法。2．3复合控制其原理框图如图4所示。r0，e(k)>H，M。()：J【l，e()<一H，．(1)【“，一()，le(尼)I≤H28东北电力大学学报第34卷0．68Ai为最合适的环宽值，即0．68倍最大误差信号；并对两个控制器进行了设计。2．3．1模糊控制器的设计(1)将输入的确定值变成模糊值。将仍是确定值的输入量e，de／dt和输出量△K△K均设定为一个具有NB(负大)，NM(负中)，NS(

7、负小)，ZO(零)，Ps(正小)，PM(正中)，PB(正大)七个模糊子集的模糊集合，隶属函数采用具有高灵敏度的三角函数，然后设置相应的模糊论域，基本论域。(2)模糊推理。输入量e，de／dt经模糊后，按照Mamdani模糊参数控制规律作出模糊决策。本文采用表1，表2所示的模糊规律。(3)反模糊化。将模糊输出量通过重心法进行去模糊还原，最后得到△K和AK[6]。2．3．2递推积分PI控制器的设计递推积分PI控制