一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法
专利汇可以提供一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种复合型的四桥臂并联有源电 力 滤波器 控制方法，利用空间矢量控制方法作为核心计算得到桥臂 输出 电压 参考值的基本量；利用 电流 滞环控制方法作为核心计算得到桥臂输出电压参考值的调节量。有源电力滤波器桥臂参考电流与实际输出电流之间的误差较小时，电流滞环控制不起作用，保证在负载谐波含量较小时有源电力滤波器具有较高的控制 精度 ；而误差较大时，计算得到的调节量与基本量相加，保证在负载谐波含量较大时有源电力滤波器具有较快的响应速度。该方法能提高四桥臂有源电力滤波器的自适应能力，使得四桥臂有源电力滤波器能在各种不同的谐波状况下均能对谐波电流和系统中线电流进行良好的补偿。，下面是一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法专利的具体信息内容。
1.一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法，所述四桥臂并联有源电力滤波器，包括并联在电力系统和非线性负荷之间的四桥臂有源电力滤波器，四桥臂有源电力滤波器中的桥臂A,B,C,N接入电力系统和非线性负荷之间的节点分别记为a,b,c,n，四桥臂有源电力滤波器中的桥臂A,B,C分别输出电流iFa, iFb, iFc，电流iFn流入桥臂N，直流侧电容与桥臂A,B,C,N均并联；非线性负荷的电流信号包括电流iLa, iLb, iLc, iLn，非线性负荷吸收电流iLa, iLb, iLc，输出电流iLn，电流iLa, iLb, iLc为补偿前的电力系统电流，电流iLn为中线电流；电力系统提供电压信号uSa, uSb, uSc，电力系统的电流信号包括电流iSa, iSb, iSc, iSn，电力系统提供电流iSa, iSb, iSc，电流iSn沿中线流回电力系统，电流iSa, iSb, iSc为补偿后的电力系统电流，电流iSn为中线电流；桥臂A的上下开关管 SWAp, SWAn由控制脉冲SAp, SAn 分别控制，桥臂B的上下开关管SWBp, SWBn由控制脉冲SBp, SBn 分别控制，桥臂C的上下开关管 SWCp, SWCn由控制脉冲SCp, SCn 分别控制，桥臂N的上下开关管SWNp, SWNn由控制脉冲SNp, SNn分别控制；其特征在于：通过设置控制脉冲SAp, SAn, SBp, SBn, SCp, SCn, SNp, SNn 消除谐波，并使得电力系统的中线电流iSn减小为0，脉冲设置实现方式包括以下步骤，
某一开关控制周期内补偿前电力系统的畸变电流信号为电流iLa, iLb, iLc，通过电流iLa, iLb, iLc得到50Hz正序有功分量iLaf, iLbf, iLcf，并作为补偿后电力系统电流的目标信号；将电流iLa, iLb, iLc减去各自50Hz正序有功分量iLaf, iLbf, iLc，得到桥臂A,B,C输出电流的参考电流信号iFa,ref, iFb,ref, iFc,ref；桥臂N输出电流的参考电流信号iFn,ref等于非线性负荷的中线电流iLn；
根据参考电流信号iFa,ref, iFb,ref, iFc,ref, iFn,ref和四桥臂有源电力滤波器的电压电流方程，计算得到桥臂A,B,C中点对桥臂N中点电压的参考电压信号uAN,ref, uBN,ref, uCN,ref，然后计算得到桥臂A,B,C,N中点对直流侧电容中点M的参考电压信号基本量uAM,ref1, uBM,ref1, uCM,ref1, uNM,ref1；
将桥臂A,B,C输出电流的参考电流信号iFa,ref, iFb,ref, iFc,ref分别减去桥臂A,B,C实际的电流iFa, iFb, iFc，得到桥臂A,B,C输出电流的误差信号iFa,err, iFb,err, iFc,err；根据误差信号iFa,err, iFb,err, iFc,err计算得到桥臂A,B,C参考电压信号调节量uAM,ref2, uBM,ref2, uCM,ref2；
将桥臂A,B,C的参考电压信号基本量uAM,ref1, uBM,ref1, uCM,ref1和参考电压信号调节量uAM,ref2, uBM,ref2, uCM,ref2分别相加，得到桥臂A,B,C的参考电压信号uAM,ref, uBM,ref, uCM,ref；桥臂N的参考电压信号uCM,ref等于桥臂N的参考电压信号基本量uCM,ref1；
根据桥臂A,B,C,N的参考电压信号uAM,ref, uBM,ref, uCM,ref, uNM,ref计算得到各桥臂上开关管SWAp, SWBp, SWCp, SWNp在一开关控制周期内的开关状态转换时刻TA,TB,TC,TN，而同一桥臂下开关管的开关状态与上开关管总是为相反状态，从而得到该开关控制周期内各开关管SWAp, SWAn, SWBp, SWBn, SWCp, SWCn, SWNp, SWNn的相应控制脉冲SAp, SAn, SBp, SBn, SCp, SCn, SNp, SNn。
一种复合型的四桥臂并联有源电力滤波器控制方法
波和中线电流过大的问题。随着非线性负荷应用的不断增加，三相四线制电力系统中的谐波和中线电流出现了新的特征：在不同季节、不同月份、不同工作日、甚至在同一工作日的不同时段，谐波特性的变化较大。因此对有源电力滤波器新的要求是在负载谐波含量较大时能对谐波和中线电流进行良好的补偿，即具有快速响应性；在负载谐波含量较小时自身输出的纹波电流较小，即具有高控制精度。综合而言即要求有源电力滤波器具有较高的自适应能力。
发明内容
根据参考电流信号iFa,ref, iFb,ref, iFc,ref, iFn,ref和四桥臂有源电力滤波器的电压电流方程，计算得到桥臂A,B,C中点对桥臂N中点电压的参考电压信号uAN,ref, uBN,ref, uCN,ref，然后计算得到桥臂A,B,C,N中点对直流侧电容中点M的参考电压信号基本量uAM,ref1, uBM,ref1, uCM,ref1, uNM,ref1；
将桥臂A,B,C输出电流的参考电流信号iFa,ref, iFb,ref, iFc,ref分别减去桥臂A,B,C实际的电流iFa, iFb, iFc，得到桥臂A,B,C输出电流的误差信号iFa,err, iFb,err, iFc,err；根据误差信号iFa,err, iFb,err, iFc,err计算得到桥臂A,B,C参考电压信号调节量uAM,ref2, uBM,ref2, uCM,ref2；
将桥臂A,B,C的参考电压信号基本量uAM,ref1, uBM,ref1, uCM,ref1和参考电压信号调节量uAM,ref2, uBM,ref2, uCM,ref2分别相加，得到桥臂A,B,C的参考电压信号uAM,ref, uBM,ref, uCM,ref；桥臂N的参考电压信号uCM,ref等于桥臂N的参考电压信号基本量uCM,ref1；
根据桥臂A,B,C,N的参考电压信号uAM,ref, uBM,ref, uCM,ref, uNM,ref计算得到各桥臂上开关管SWAp, SWBp, SWCp, SWNp在一开关控制周期内的开关状态转换时刻TA,TB,TC,TN，而同一桥臂下开关管的开关状态与上开关管总是为相反状态，从而得到该开关控制周期内各开关管SWAp, SWAn, SWBp, SWBn, SWCp, SWCn, SWNp, SWNn的相应控制脉冲SAp, SAn, SBp, SBn, SCp, SCn, SNp, SNn。
具体实施方式
该直流分量通过2/3坐标变换即可得到非线性负荷电流信号iLa, iLb, iLc中的50Hz正序有功分量信号iLaf, iLbf, iLcf，从非线性负荷的电流信号iLa, iLb, iLc中减去iLaf, iLbf, iLcf，即得到桥臂A,B,C输出电流的参考值信号iFa,ref, iFb,ref, iFc,ref。而桥臂N输出电流的参考值信号为非线性负荷的中线电流iLn。上述参考值的计算的目标是通过有源电力滤波器补偿后，电力系统电流iSa, iSb, iSc为非线性负荷电流中的50Hz正序有功分量iLaf, iLbf, iLcf，即将50Hz正序有功分量iLaf, iLbf, iLcf作为补偿后电力系统电流的目标信号，而中线电流iSn为0。
压参考值的基本量uAM,ref1, uBM,ref1, uCM,ref1, uNM,ref1。如图1中，uAM, uBM, uCM, uNM分别标识各桥臂A,B,C,N中点和直流侧电容中点M之间的电压，uAN, uBN, uCN分别标识各桥臂A,B,C中点和桥臂N中点之间的电压。实施例的参考电压基本量计算实现过程如下：
首先根据四桥臂有源电力滤波器的电压电流方程计算得到桥臂A,B,C中点对桥臂N中
点电压的参考值量uAN,ref, uBN,ref, uCN,ref，如公式（1）（2）（3）：
其中Lf为桥臂A,B,C的输出连接电抗的电感值；Ln为桥臂N的输出连接电抗的电感值。
电压uAN,ref, uBN,ref, uCN,ref必须满足的条件是：
E 为直流侧电容的直流电压值，且认为其在控制过程中保持不变。
可得到：
附图4以uAM,ref1和uNM,ref1的关系曲线为例说明了uNM,ref1的取值范围。图中以坐标原点为中心、边长为E 的正方形表达uAM,ref1的取值范围，而uNM,ref1的取值范围由图中的线段o′o″表示，且其取值方法为：
至此，总结各桥臂A,B,C,D中点对直流侧电容中点M的参考电压基本量的计算步骤
为：
（a） 根据公式（1）~（3）计算得到uAN,ref, uBN,ref, uCN,ref；
（b） 根据公式（9）~（11）计算得到umin, umid, umax；
（c） 根据公式（13）计算得到uNM,ref1；
（d） 根据公式（4）~（6）计算得到uAM,ref1, uBM,ref1, uCM,ref1。如图4所示，、 、 。
差计算得到各桥臂中点A,B,C对直流侧电容中点M的参考电压的调节量uAM,ref2, uBM,ref2, uCM,ref2。实施例的实现过程如下：
桥臂A,B,C输出电流的误差iFa,err, iFb,err, iFc,err为：
参考电压调节量uAM,ref2, uBM,ref2, uCM,ref2的计算可采用PI控制技术或根据电流误差信号大小进行分级的技术。PI控制技术已非常成熟，被广泛应用于自动控制领域PI控制，本发明实施例采用了PI控制技术，可得到参考电压调节量uAM,ref2, uBM,ref2, uCM,ref2的计算方法为：
以桥臂A为例说明其计算思路如下：当桥臂输出电流误差在设定范围h内，h 的取值可
视负荷额定容量而定，例如1A。此时参考电压调节量为0，说明参考电压基本量已能较好满足控制精度的要求；当桥臂输出电流误差超出设定范围h 时，计算得到的调节量可提高有源电力滤波器的响应速度。公式（17）~（19）中的参数Kp和Ki的计算方法为：
T 为开关器件的控制周期。
压的基本量uAM,ref1, uBM,ref1, uCM,ref1, uNM,ref1和调节量uAM,ref2, uBM,ref2, uCM,ref2来产生各开关器件SWAp, SWAn, SWBp, SWBn, SWCp, SWCn, SWNp, SWNn的控制脉冲SAp, SAn, SBp, SBn, SCp, SCn, SNp, SNn。实施例的实现过程如下：首先计算得到一个控制周期内的各桥臂A,B,C,N中点对直流侧电容中点M的参考电压uAM,ref, uBM,ref, uCM,ref, uNM,ref：
在一个控制周期内，各开关管的开关状态只变化一次，若以本控制周期起始时刻为0
时刻，则桥臂A,B,C,N的上开关管的开关状态变化时刻可由下式计算得到：
T 为开关器件的控制周期。结合附图5和附图6说明公式（25）~（28）中符号的选取
方法。附图5中，上一控制周期末各桥臂上开关管的控制状态为0，即为关断，则公式（25）~（28）中均取负号；附图6中，上一控制周期末各桥臂上开关管的控制状态为1，即为开通，则公式（25）~（28）中均取正号。各桥臂下开关管的控制状态与该桥臂上开关管的控制状态总是为相反状态。如此即可得到本开关控制周期内各开关管的控制脉冲。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种亮脉冲和暗脉冲可切换输出的双波长光纤激光器及方法 | 2020-05-08 | 504 |
| 声音产生设备 | 2020-05-08 | 38 |
| 一种锁相环路频率合成器自动校准电路及方法 | 2020-05-08 | 457 |
| 并联式混动汽车混合模式扭矩信号分解及扭矩分配方法 | 2020-05-08 | 25 |
| 多特征分层融合的相关滤波鲁棒跟踪方法 | 2020-05-08 | 323 |
| 基于全球地磁异常场的地磁辅助惯性导航仿真系统及方法 | 2020-05-08 | 624 |
| 一种基于电控扫频的傅里叶域锁模光电振荡器及实现方法 | 2020-05-08 | 525 |
| 基于功能近红外的大脑言语活动信号采集与解码方法 | 2020-05-08 | 649 |
| 高分辨率遥感影像的海上典型人造目标识别系统及方法 | 2020-05-08 | 27 |
| 一种频率合成控制系统及设计方法 | 2020-05-11 | 992 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
