[发明专利]一种基于自适应动态规划的有源电力滤波器控制方法

说明书

本申请提供一种基于自适应动态规划的有源电力滤波器控制方法，包括获取所需补偿的电网系统谐波电流参考值；根据基尔霍夫电压定律以及d‑q坐标变换，建立三相并联型有源电力滤波器d‑q坐标系下的空间状态方程，并将其转化为仿射非线性模型；根据所述谐波电流参考值和所述仿射非线性模型中的谐波电流实际值，获取跟踪误差e和期望轨迹x_d；由所述跟踪误差e和所述期望轨迹x_d，获取电网扩展系统的状态方程；设定性能指标函数，并得到对应的哈密尔顿‑雅可比‑贝尔曼方程；通过求解所述哈密尔顿‑雅可比‑贝尔曼方程得到最优性能指标函数以及最优跟踪控制策略。

技术领域

本申请涉及有源电力滤波器控制技术领域，尤其涉及一种基于自适应动态规划的有源电力滤波器控制方法。

背景技术

随着电网中非线性负载以及各种电力电子装置的广泛应用，给电网中注入了大量的谐波和无功电流，对电能质量造成极大损害，给电网环境造成了严重的污染，影响电网设备的正常使用，甚至造成安全问题。为了减小电网中的谐波和无功补偿电流，可以使用无功补偿装置和有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)补偿电网电流的谐波和无功分量。但无功补偿装置只能补偿固定的谐波分量，使用不灵活。APF可以根据电网的实时情况和动态生成补偿电流，可以用于不同的场景。

APF的主电路是PWM变流器，它有着很多控制方法，其控制性能直接影响其整体性能。随着现代控制理论的发展，许多先进控制方法都在APF中得到应用，以微分几何为基础的非线性控制理论中，状态反馈线性化的非线性设计方法，把一个非线性系统转化为一个线性系统。但该方法还需要判别模型是否满足反馈线性化的条件，导致增加大量繁琐的计算工作，降低工作效率。

发明内容

本申请提供一种基于自适应动态规划的有源电力滤波器控制方法，所述方法使有源电力滤波器具有更好的电流跟踪补偿效果，具有较高的精确性、鲁棒性和自适应性，提高输配电、电网安全保障和电能质量，提升工作效率。

本申请提供的一种基于自适应动态规划的有源电力滤波器控制方法，包括：

获取所需补偿的电网系统谐波电流参考值；

根据基尔霍夫电压定律以及d-q坐标变换，建立三相并联型有源电力滤波器d-q坐标系下的空间状态方程，并将其转化为仿射非线性模型；

根据所述谐波电流参考值和所述仿射非线性模型中的谐波电流实际值，获取跟踪误差e和期望轨迹x_d；

由所述跟踪误差e和所述期望轨迹x_d，获取电网扩展系统的状态方程；

设定性能指标函数，并得到对应的哈密尔顿-雅可比-贝尔曼方程；

通过求解所述哈密尔顿-雅可比-贝尔曼方程得到最优性能指标函数以及最优跟踪控制策略。

可选的，若所述电网系统无需补偿无功电流，则通过d-q转换后再通过低通滤波器去除所述系统中的直流，得到谐波电流所述谐波电流为所需补偿谐波电流参考值。

可选的，若所述电网系统需要补偿无功电流，则通过d-q转换后不需通过低通滤波器去除所述系统q轴成分的直流分量，得到谐波电流所述谐波电流为所需补偿谐波电流与无功电流的参考值的和。

可选的，利用基尔霍夫电压定律建立在静止坐标系下的微分方程组；

利用d-q坐标变换，将在所述静止坐标系下的微分方程组转化为在同步旋转d-q坐标系下的形式，并改写为空间状态方程的形式；

根据所述同步旋转坐标系d-q坐标系下的空间状态方程，得到所述三相并联型有源电力滤波器两输出仿射非线性模型模型；

可选的，所述跟踪误差所述期望轨迹