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专利号: 2021103824408
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无电解电容并联型有源电力滤波器系统,其特征在于,该系统包括:三相电网、谐波负载、滤波电感、两电平变换器和双向Boost有源功率解耦电路;所述两电平变换器直流侧采用的是薄膜电容Cd;所述双向Boost有源功率解耦电路具体包括:两个全控型开关管T1和T2、一个解耦电感Lr及一个薄膜电容Cr;所述T1和T2串联,T2的另一端接在直流母线负极上,T1另一端通过辅助电容Cr接在直流母线负极上,解耦电感Lr的一端接在T1和T2的中点,另外一端接在直流母线正极上构成双向Boost电路,其中,两电平变换器的控制方法包括:* *

将电网电流的d轴分量isd与其给定值isd 作差,差值经过PI控制器以后得到ud;将电网电压经过Park变换以后得到电网电压的d轴分量usd和q轴分量usq;电网电流的d轴分量isd和*q轴分量isq分别乘以ωL以后得到uLd和uLq;电网电流的q轴分量isq与其给定值isq作差,差值* *经过PI控制器以后得到uq ;将usd和uLq相加,得到的结果再减去ud,差值即为有源电力滤波* *器的参考输出电压d轴分量uod ;用usq减去uLd,得到的结果再减去uq ,差值即为有源电力滤* * *波器的参考输出电压q轴分量uoq ;将uod 和uoq 经过Clark变换后得到有源电力滤波器的参* * * *考输出电压α轴分量uα和β轴分量uβ;根据uα和uβ,基于SVPWM技术对两电平变换器开关管进行驱动。

2.一种如权利要求1所述的系统的控制方法,其特征在于,该系统的控制方法包括以下步骤:步骤1:通过控制两电平变换器,完成交直流侧功率交换,以实现对负载谐波补偿;

步骤2:通过控制双向Boost有源功率解耦电路,将有源电力滤波器直流侧低频波动功率转移至辅助电容,从而抑制有源电力滤波器直流侧电压低频纹波。

3.如权利要求2所述的一种无电解电容并联型有源电力滤波器系统的控制方法,其特征在于,所述步骤1中两电平变换器的控制方法包括:* *

将电网电流的d轴分量isd与其给定值isd 作差,差值经过PI控制器以后得到ud;将电网电压经过Park变换以后得到电网电压的d轴分量usd和q轴分量usq;电网电流的d轴分量isd和*q轴分量isq分别乘以ωL以后得到uLd和uLq;电网电流的q轴分量isq与其给定值isq作差,差值* *经过PI控制器以后得到uq ;将usd和uLq相加,得到的结果再减去ud,差值即为有源电力滤波* *器的参考输出电压d轴分量uod ;用usq减去uLd,得到的结果再减去uq ,差值即为有源电力滤* * *波器的参考输出电压q轴分量uoq ;将uod 和uoq 经过Clark变换后得到有源电力滤波器的参* * * *考输出电压α轴分量uα和β轴分量uβ;根据uα和uβ,基于SVPWM技术对两电平变换器开关管进行驱动。

4.如权利要求3所述的一种无电解电容并联型有源电力滤波器系统的控制方法,其特* *征在于,所述得到电网电流d轴分量给定值isd和q轴分量给定值isq的方法为:用有源电力滤波器直流侧电压udc与其给定值作差,差值送入PI控制器,PI控制器的输*出即为电网电流d轴分量给定值isd ;有源电力滤波器同时补偿负载电流中的谐波和无功,*电网电流q轴分量给定值isq为0。

5.如权利要求2所述的一种无电解电容并联型有源电力滤波器系统的控制方法,其特征在于,所述步骤2中双向Boost有源功率解耦电路的控制方法包括:*

用解耦电感电流iLr与其给定值iLr作差,差值经过多PR控制器以后得到uLr;用有源电力* *滤波器直流侧电压udc减去uLr后得到双向Boost电路的参考输出电压uoc ;用uoc除以辅助电容电压ur后得到双向Boost电路的调制波urf;根据urf,基于SPWM技术对T1和T2进行驱动。

6.如权利要求5所述的一种无电解电容并联型有源电力滤波器系统的控制方法,其特征在于,所述多PR控制器具体包括:一个比例控制器、一个谐振频率为600π的谐振控制器、一个谐振频率为1200π的谐振控制器、一个谐振频率为1800π的谐振控制器和一个谐振频率为2400π的谐振控制器。

7.如权利要求5所述的一种无电解电容并联型有源电力滤波器系统的控制方法,其特*征在于,所述得到解耦电感电流给定值iLr的具体方法为:*

将辅助电容电压ur与其给定值作差,差值经过PI控制器以后得到ir;将有源电力滤波* * *器直流侧电容电流idc经过谐振控制器以后得到id;将ir和id相加,其和即为解耦电感电流*给定值iLr。

8.如权利要求7所述的一种无电解电容并联型有源电力滤波器系统的控制方法,其特征在于,所述谐振控制器具体包括:一个谐振频率为600π的谐振控制器、一个谐振频率为1200π的谐振控制器、一个谐振频率为1800π的谐振控制器和一个谐振频率为2400π的谐振控制器。