[发明专利]一种三相四开关型有源电力滤波器及其控制方法有效

专利信息
申请号: 201410224793.5 申请日: 2014-05-26
公开(公告)号: CN104022508A 公开(公告)日: 2014-09-03
发明(设计)人: 黎燕 申请(专利权)人: 中南大学
主分类号: H02J3/01 分类号: H02J3/01;H02J3/18
代理公司: 长沙正奇专利事务所有限责任公司 43113 代理人: 马强
地址: 410083 湖南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 三相 开关 有源 电力 滤波器 及其 控制 方法
【权利要求书】:

1.一种三相四开关型有源电力滤波器,包括逆变器,其特征在于,所述逆变器包括两个开关臂和一个直流电容支路,所述两个开关臂、直流电容支路并联,所述两个开关臂均由两个功率开关串联组成;所述逆变器通过输出滤波器并联接入三相电网与三相负载之间。

2.一种权利要求1所述的三相四开关型有源电力滤波器的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)采用Ziegler-Nichols方法求解增量式PID控制器的比例系数KP、积分系数KI和微分系数KD的初始值和

2)将三相电网a相电压uSa通过锁相环PLL电路,获取角度ωt,得到正弦信号sinωt和余弦信号cosωt,确定矩阵C:C=sinωtcosωt-cosωt-sinωt,]]>矩阵C32=2/31-1/2-1/203/2-3/2;]]>获取三相负载电流iLa、iLb、iLc,将三相负载电流iLa、iLb、iLc分别经过矩阵C32、矩阵C和低通滤波器后,得到瞬时有功电流ip的直流分量和瞬时无功电流iq的直流分量将逆变器直流侧电压udc与逆变器直流侧电压参考值之差通过PI控制器,得到的输出信号叠加到瞬时有功电流ip的直流分量上,再经过矩阵C、C32变换,将变换后的信号与三相负载电流iLa、iLb、iLc相减,得到参考补偿电流信号

3)将参考补偿电流信号与逆变器输出的补偿电流之间的偏差e和偏差变化率ec作为增量式PID控制器参数调整的输入信号;其中偏差变化率ec为偏差e的微分;

4)定义偏差e、偏差变化率ec、比例系数变化量、积分系数变化量和微分系数变化量的云集分别为:

E={NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB};

EC={NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB};

△KP={NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB};

△KI={NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB};

△KD={NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB};

其中,NB、NM、NS、Z、PS、PM、PB分别代表负大、负中、负小、零、正小、正中、正大;

5)利用上述云集分别构建以下二维云模型规则表:

表1△KP的推理规则表

表2△KI的推理规则表

表3△KD的推理规则表

6)以E和EC作为输入值,产生以下正态随机熵E'nx、E'ny

E′nx=R(Enx,Hex);

E′ny=R(Eny,Hey);

其中,Enx、Eny分别为E、EC的期望值;Hex、Hey分别为E、EC的标准差;R()是产生随机数的函数;

如果二维隶属度μi(E,EC)满足:

μi(E,EC)=exp{-(E-Exx)22Enx2+-(EC-Exy)22Eny2};]]>

则得到二维X条件正态云发生器;Exx、Exy为常数;

7)对于输入信号E和EC,在E和EC取得表1或表2或表3中相应的语言值后,该语言值刺激上述二维X条件正态云发生器的前件CGAi,每一个前件CGAi随机地产生一组正态分布值μij,所有的正态分布值μij构成一个激活强度矩阵,选取所述激活强度矩阵的最大值μmax,以μmax为输入值,得到Y条件一维正态云发生器为其中,E'n=R(En,He),En、He分别为偏差e的期望值和标准差,E'n为偏差e的正态随机熵,Ex为E'n的期望值;控制Y条件一维正态云发生器产生m滴云滴drop(ΔKPBj,μmax,j);j=1,2,…m;则△KP或△KI或△KD=mean(△KPB1,...,△KPBm);mean()表示求加权平均值;

8)将增量式PID控制器比例系数KP、积分系数KI和微分系数KD的初始值分别与上述△KP、ΔKI、△KD相加,得到最终的比例系数、积分系数和微分系数,将最终的比例系数、积分系数和微分系数代入增量式PID控制器;

9)将增量式PID控制器的输出输入正弦脉宽调制器中进行调制,生成逆变器中各个功率开关的触发信号。

3.根据权利要求2所述的三相四开关型有源电力滤波器的控制方法,其特征在于,所述步骤7)中,m=49。

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