并联型有源电力滤波器的电流数字控制技术

电力电子技术为工业设备提供了高速、高效和节能的控制手段,但同时也给电网注入了不可忽视的无功以及谐波电流。在众多谐波抑制和无功功率补偿技术中,以有源电力滤波器的应用最为广泛。本文在研制一台三相三线制并联型有源电力滤波器的基础上,对其谐波指令的产生、滞环比较控制进行了介绍和初步的分析。重点对电流环的数字控制方式,包括数字PI调节器的设计、重复控制器的应用做出了比较详细的分析。 本文首先给出了三相三线制并联型有源电力滤波器的系统构成以及工作原理。详细地介绍了瞬时无功功率理论,选择检测负载电流的方式以提取谐波。提出了用滑窗迭代作为低通滤波的数字算法,以快速分离负载电流中的基波分量得到谐波指令。 在有源电力滤波器的电路结构上建立了数学模型,分析了并网电感对补偿电流的影响。对电流滞环控制的方式进行了介绍和仿真,分析了传统滞环的不足并介绍了两种改进方法。 以全数字控制为重点,本文提出了有源电力滤波器的电流PWM载波控制方式,建立了交流侧带RC滤波器的对象模型。分析了PI参数对系统性能的影响,指出了纯PI调节器在有源滤波中的局限性。进而提出了在数字电流环中引入重复控制技术以提高系统的稳态性能,给出了重复控制器各个环节的设计过程。并建立了重复控制器与PI调节器并联的系统模型,给出了相应的仿真。 最后本文通过实际系统的各种实验对所论述的内容进行了验证,并对结果进行了相关分析,实验结果证明了这种数字控制方式的有效性。