[发明专利]有源电力滤波器的改进空间矢量单周控制方法及装置

摘要

本发明属于有源电力滤波器领域。为提供一种整个控制系统实现简化的有源电力滤波器的改进空间矢量单周控制方法，为达到上述目的，本发明采取的技术方案是，一种有源电力滤波器的改进空间矢量单周控制方法，将基于单周控制思想有源电力滤波器主电路方程简化；由三相电源电压区域划分条件判断表判别三相交流电的电压矢量位于区间I、II或III中，由判别结果得到相应相上桥臂开关状态da、db或dc，得到在I、II、III区间的有源电力滤波器单周控制方程；通过对有源电力滤波器直流侧电压偏差Δvd进行比例积分PI调节来调控Vm，在调节过程中需保证直流侧电压Vd保持不变，即得到在当前负载条件下所需的有功功率。本发明主要应用于有源电力滤波。

主权项

一种有源电力滤波器的改进空间矢量单周控制方法，其特征是，借助于下列装置实现：三个全控开关管中每个管子的发射集对应连接到另外三个开关管中每个管子的集电极上，每个开关管形成一个桥臂，前述发射极与集电极的连接点为桥臂的连接中点，另外三个开关管的发射极连接在一起并通过两个串接的电阻连接到所述三个开关管连接在一起的集电极上，每个开关管的发射极各连接一个二极管的正极，二极管的负极连接到发射极与其相连的开关管的集电极，所述连接在一起的发射极、集电极之间设置有电容；给非线性负载供电的三相交流电每相分别通过一个电感对应连接到前述一个前述连接中点，三相交流电每相分别连接到基于空间矢量单周控制运算器，所述两个电阻之间的连接点也连接到所述运算器上；将基于单周控制思想有源电力滤波器主电路方程简化为： v sa v sb v sc = 1 3 V d 2 - 1 - 1 - 1 2 - 1 - 1 - 1 2 d a d b d c - - - ( 6 ) 上式中vsa、vsb、vsc为三相交流电压，da、db和dc分别对应为在连接中点上方的一个桥臂的占空比，Vd为电容两端电压；三相电源电压区域划分条件判断表  区域  I  II  III  条件1  vsb‑vsc＞0  vsc‑vsa＞0  vsa‑vsb＞0  条件2  vsc‑vsa≤0  vsa‑vsb≤0  vsb‑vsc≤0根据三极管不同的开关状态组成六个基本空间电压矢量V1‑V6，每个空间电压矢量间夹角为60度，设三位数字表示桥臂通断状态，为“1”时表示导通，为“0”表示关断，第一至第三位依次代表三相交流电的第一至第三项，则六个基本空间电压矢量V1‑V6依次逆时针排列，每个空间电压矢量对应的桥臂通断状态依次为(100)、(110)、(010)、(011)、(001)、(101)，V1逆时针至V3区域为区间I，V3逆时针至V5区域为区间II，V5逆时针至V1区域为区间III，由三相电源电压区域划分条件判断表判别三相交流电的电压矢量位于区间I、II或III中，由判别结果得到相应相上桥臂开关状态da、db或dc，并代入公式(6)，得到在I、II、III区间的有源电力滤波器单周控制方程依次如下： d a V m = 2 R s i sa + R s i sb d b V m = 2 R s i sb + R s i sa d c = 0 - - - ( 12 ) d a = 0 d b V m = 2 R s i sb + R s i sc d c V m = 2 R s i sc + R s i sb - - - ( 13 ) d a V m = 2 R s i sa + R s i sc d b = 0 d c V m = 2 R s i sc + R s i sa - - - ( 14 ) 式中Vm是一个与实际功率正比的物理量，通过对有源电力滤波器直流侧电压偏差Δvd进行比例积分PI调节来调控Vm，在调节过程中需保证直流侧电压Vd保持不变，即得到在当前负载条件下所需的有功功率。