本發(fā)明涉及有源濾波器電流環(huán)復(fù)合控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于高補(bǔ)償精度電流環(huán)的復(fù)合控制型有源濾波器及控制方法。

背景技術(shù)：

自晶閘管誕生以來，因其衍生的電力電子產(chǎn)品不斷地改變著人們的日常生活，基于晶閘管的電力電子產(chǎn)品的優(yōu)越性越來越受到人們的關(guān)注與引用。與此同時(shí)電網(wǎng)中大量的引入了基于晶閘管等非線性負(fù)載的電力電子設(shè)備，導(dǎo)致了嚴(yán)重的電網(wǎng)諧波污染。這主要是因?yàn)檫@些負(fù)載的非線性、沖擊性和不平衡的用電特性造成的。因此用于諧波抑制的有源濾波器技術(shù)逐漸的成為近幾年國(guó)內(nèi)外電力電子和電工領(lǐng)域及用電領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。有源電力濾波器(APF)是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它是基于現(xiàn)代控制技術(shù)和先進(jìn)的數(shù)字化高速處理器，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行高速處理，使其能夠?qū)Σ煌荡笮『皖l率的諧波進(jìn)行快速的跟蹤補(bǔ)償，在微秒單位里進(jìn)行快速的反應(yīng)，使電網(wǎng)系統(tǒng)中諧波的總矢量和為零。相對(duì)與無(wú)源濾波器，只能在工頻周期內(nèi)進(jìn)行過零投切的反應(yīng)速度和只能夠被動(dòng)吸收固定的頻率與大小的諧波而言，有源濾波器可以通過采樣負(fù)載電流并進(jìn)行各次諧波的分離及無(wú)功的分離，通過有源濾波器的控制并主動(dòng)的發(fā)出電流的大小、頻率和相位，并且快速響應(yīng)，抵消負(fù)載中的相應(yīng)的諧波

電流，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，不僅可以補(bǔ)償諧波和無(wú)功而且還能夠處理不平衡問題。

有源濾波器從負(fù)載電流或者系統(tǒng)電流采集開始，并實(shí)時(shí)的對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的處理，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)快速的消除系統(tǒng)的諧波、無(wú)功和不平衡問題，從而改善電網(wǎng)的供電質(zhì)量。有源濾波器與傳統(tǒng)的無(wú)源濾波器相比較，APF的補(bǔ)償方式更為靈活，補(bǔ)償功能也更全面，可以補(bǔ)償所有的諧波也可以按照指定次的諧波進(jìn)行補(bǔ)償，除了具備補(bǔ)償諧波的同時(shí)還可以補(bǔ)償部分無(wú)功和三相不平衡電流。

目前并聯(lián)APF經(jīng)過相關(guān)的控制算法，達(dá)到諧波單次分離的功能和無(wú)功分離，不平衡電流的分離，以分離的相關(guān)電流做為參考指令電流IRa和裝置輸出電流ICa做誤差值，誤差值經(jīng)過電流跟蹤控制算法，及時(shí)快速的讓裝置發(fā)出和系統(tǒng)中諧波分量相反的矢量值。但是傳統(tǒng)的電流跟蹤控制策略多為滯環(huán)控制、傳統(tǒng)的PI跟蹤、修正型的PI控制算法等，其中滯環(huán)控制會(huì)產(chǎn)生較寬的諧波頻譜，沒有固定的開關(guān)頻率，無(wú)法控制輸入電網(wǎng)的開關(guān)頻率次諧波電流，從而引起APF的輸出濾波器的參數(shù)無(wú)法確定；對(duì)于傳統(tǒng)的PI控制器是一直沿 用于直流量的無(wú)靜態(tài)誤差的跟蹤控制，對(duì)于APF的諧波電流來講，跟蹤的是交流量，PI無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)靜態(tài)誤差跟蹤控制，對(duì)于參考指令電流IRa和裝置發(fā)出電流的誤差值，作用速度和準(zhǔn)確度較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全跟蹤控制，引起裝置補(bǔ)償率較低，達(dá)不到完全抵消系統(tǒng)中的諧波電流。

現(xiàn)有公告號(hào)為CN201510018591的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)文件，公開了一種《一種基于PI控制有源濾波器的快速電流跟蹤控制方法》，包括“步驟一：設(shè)定最大誤差電流響應(yīng)值△imax；步驟二：獲得誤差電流值△i；步驟三：用誤差電流值△i除以最大誤差電流響應(yīng)值△imax，獲得其整數(shù)倍數(shù)值n及誤差余數(shù)電流△i’；步驟四：誤差余數(shù)電流△i’直接進(jìn)入PI調(diào)節(jié)器計(jì)算獲得第一輸出電壓V1,將整數(shù)倍數(shù)值n通過伏秒特性計(jì)算獲得第二輸出電壓V2；步驟五：將第一輸出電壓V1和第二輸出電壓V2相加得到調(diào)制電壓V。通過在PI調(diào)節(jié)前加入輸入誤差限制，然后在PI輸出后補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)輸出電壓對(duì)電流的無(wú)延遲響應(yīng)。”然而，該發(fā)明專利需要設(shè)定最大誤差電流響應(yīng)值，不屬于閉環(huán)自適應(yīng)控制，不能夠隨負(fù)載電流的動(dòng)態(tài)大小變化進(jìn)行自行調(diào)節(jié)。整個(gè)控制方法采用開環(huán)控制，當(dāng)設(shè)定值與系統(tǒng)負(fù)載實(shí)際需要值過大時(shí)，容易產(chǎn)生過補(bǔ)償或者欠補(bǔ)償情況。在其整個(gè)控制系統(tǒng)中最大誤差電流響應(yīng)值難以界定，針對(duì)實(shí)際負(fù)載頻繁變換的場(chǎng)所，最大誤差電流響應(yīng)值難以確定一個(gè)合理的取值。另外在該控制算法系統(tǒng)中諧波目標(biāo)電流和輸出電流的誤差總是趨于不斷變化的，得到的誤差值再與設(shè)定的最大誤差電流響應(yīng)值做整數(shù)倍和余數(shù)倍的運(yùn)算，只是變相的把PI跟蹤的差值變小，并不能真正的起到無(wú)靜差的跟蹤的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供了一種穩(wěn)態(tài)精度高，響應(yīng)速度快，能夠通過對(duì)交流量的跟蹤消除靜態(tài)誤差的基于高補(bǔ)償精度電流環(huán)的復(fù)合控制型有源濾波器及控制方法。

為解決上述問題，本發(fā)明的一種技術(shù)方案是：

本發(fā)明基于高補(bǔ)償精度電流環(huán)的復(fù)合控制型有源濾波器，包括連接在采樣側(cè)電網(wǎng)上的有源濾波器通用控制電路，所述的有源濾波器通用控制電路包括諧波分離模塊；所述的諧波分離模塊的輸出端依次通過電流環(huán)復(fù)合控制器、濾波模塊連入負(fù)載側(cè)電網(wǎng)；所述的濾波模塊的輸出端連接電流環(huán)復(fù)合控制器的輸入端。

進(jìn)一步地，所述的電流環(huán)復(fù)合控制器包括電流外環(huán)控制系統(tǒng)和電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述的電流外環(huán)控制系統(tǒng)包括前向通道調(diào)制單元以及后向通道反饋單元。

進(jìn)一步地，所述的電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)包括電流內(nèi)環(huán)PI控制單元。

一種基于高補(bǔ)償精度電流環(huán)的復(fù)合控制型有源濾波器的控制方法，包括以下步驟：

S1、所述的有源濾波器通用控制電路采集電網(wǎng)電壓、負(fù)載電流及裝置輸出電流ICa并處理，所述的諧波分離模塊輸出參考指令電流IRa，將所述的參考指令電流IRa和裝置輸出電流ICa輸入到所述的電流環(huán)復(fù)合控制器運(yùn)算；

S2、所述的參考指令電流IRa和裝置輸出電流ICa進(jìn)行差值運(yùn)算，得到誤差值error，誤差值error在所述的電流環(huán)復(fù)合控制器的電流外環(huán)控制系統(tǒng)中基于內(nèi)模原理分別通過前向通道調(diào)制單元以及后向通道反饋單元進(jìn)行處理，得到周期的誤差值△error1；

S3、周期的誤差值△error1經(jīng)所述的電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)的電流內(nèi)環(huán)PI控制單元處理，利用PI控制對(duì)突變誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，所述的步驟S1中，

S1.1、采集電網(wǎng)電壓、負(fù)載電流及裝置輸出電流ICa，在采樣側(cè)電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的基礎(chǔ)上經(jīng)過相關(guān)的鎖相環(huán)算法處理，得出電網(wǎng)系統(tǒng)的A相的相位角Ф，并對(duì)相位角Ф求正弦值和余弦值；

S1.2、采集的負(fù)載電流以及步驟S1.1得到的A相的正序的相位角的正弦值和余弦值，經(jīng)過諧波分離算法，對(duì)采集的負(fù)載電流進(jìn)行諧波分離，把每一次的諧波電流的幅值相位、矢量方向進(jìn)行分離，然后把每一次的諧波相加得到參考指令電流IRa；

S1.3、裝置輸出電流ICa經(jīng)過外部采集電路及相關(guān)的調(diào)理電路，達(dá)到AD輸入的范圍，經(jīng)過AD數(shù)字化后和上一步驟中的參考指令電流IRa一起輸入到所述的電流環(huán)復(fù)合控制器。

進(jìn)一步地，所述的諧波分離算法為FFT或者DQ0或PR。

進(jìn)一步地，所述的步驟S2中，

S2.1.參考指令電流IRa和裝置輸出電流ICa進(jìn)行差值運(yùn)算后得到誤差值error，將error與基于內(nèi)模原理的后向通道復(fù)合函數(shù)Q(Z)*S(Z)的修正值進(jìn)行和運(yùn)算得到sum；

S2.2.將所述的sum值輸入給第一周波延時(shí)積分器函數(shù)S(n)，給予周波點(diǎn)數(shù)以下的延時(shí)積分函數(shù)修正，經(jīng)過修正后的數(shù)值為△error；

S2.3.將上一步得到的△error送入該二階低通濾波器函數(shù)C(Z),經(jīng)過該濾波器得到△error1。

進(jìn)一步地，所述的后向通道的反饋，依次經(jīng)過輔助補(bǔ)償器Q(Z)和周波點(diǎn)數(shù)延時(shí)修正函數(shù)S(Z)處理，得到復(fù)合函數(shù)Q(Z)*S(Z)。

進(jìn)一步地，所述的步驟S3中，

3.1.將△error1與所述的參考指令電流IRa做和運(yùn)算得到sum1，sum1經(jīng)過與所述的 裝置輸出電流ICa做差值運(yùn)算得到△error2；

3.2.將△error2通過所述的電流內(nèi)環(huán)PI控制器對(duì)誤差即時(shí)響應(yīng)，進(jìn)行快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，

本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)的電流跟蹤控制算法對(duì)于交流量無(wú)法達(dá)到無(wú)靜差跟蹤問題，提出了一種基于內(nèi)模原理及PI控制的復(fù)合型控制器。所述的復(fù)合型控制器通過前一周期中出現(xiàn)的波形的畸變將在下一基波周期的同一時(shí)間重復(fù)出現(xiàn)，然后控制器根據(jù)指令信號(hào)與反饋信號(hào)的誤差確定所需要的糾正信號(hào)，在下一周波同一時(shí)刻將此校正信號(hào)疊加在原控制信號(hào)上，從而消除以后每個(gè)周期中將出現(xiàn)的重復(fù)性畸變，能有效的消除所有包含在穩(wěn)定閉環(huán)內(nèi)的周期性誤差，提高穩(wěn)態(tài)精度。在提高穩(wěn)態(tài)精度的同時(shí)為了提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，把基于內(nèi)模原理的前向通道和后向通道控制算法嵌入到PI控制器內(nèi)環(huán)中，利用PI加快系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，從而提高整個(gè)電流環(huán)控制的穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)性能，保障電流跟蹤補(bǔ)償精度達(dá)到最佳的效果。

本發(fā)明提出一種電流跟蹤無(wú)靜態(tài)誤差的復(fù)合型控制算法，解決PI跟蹤交流量無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差跟蹤的問題，同時(shí)也解決了準(zhǔn)比例諧振控制器(PR)需要多通道，參數(shù)匹配較繁瑣的問題。本發(fā)明經(jīng)過復(fù)合創(chuàng)新，對(duì)電流環(huán)采用多重控制算法，電流外環(huán)固定時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行諧波參考指令電流IRa的修復(fù)糾正，不斷地使其趨近于系統(tǒng)中的諧波電流值，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，電流內(nèi)環(huán)利用跟蹤控制，快速的做出動(dòng)態(tài)響應(yīng)提高動(dòng)態(tài)精度，并以此來提高有源濾波器的濾波性能。

本發(fā)明基于內(nèi)模原理的誤差糾正控制器，在工作后逐個(gè)點(diǎn)的對(duì)目標(biāo)電流值和裝置輸出電流值的誤差進(jìn)行糾正，使其下一個(gè)周期的指令電流趨近于上一個(gè)周期的電流值，這樣再給PI控制器就不會(huì)存在突變情況，適合PI控制器。采用閉環(huán)控制，不需要進(jìn)行誤差參數(shù)設(shè)定，控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際目標(biāo)電流和裝置輸出電流的差值，進(jìn)行閉環(huán)的誤差糾正，不需要考慮最優(yōu)化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)值。由于PI控制系統(tǒng)中的積分參數(shù)在周波內(nèi)，積分值最終為零，積分校正效果不存在，基于內(nèi)模原理的糾正器可以彌補(bǔ)積分效應(yīng)，對(duì)PI的積分進(jìn)行補(bǔ)償。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所涉及的有源濾波器的整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本發(fā)明所涉及的基于高補(bǔ)償精度電流環(huán)復(fù)合控制器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明所涉及的電流環(huán)復(fù)合控制器的控制算法傳遞函數(shù)流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明基于高補(bǔ)償精度電流環(huán)的復(fù)合控制型有源濾波器，包括連接在采樣側(cè)電網(wǎng)上的有源濾波器通用控制電路，所述的有源濾波器通用控制電路包括諧波分離模塊；所述的諧波分離模塊的輸出端依次通過電流環(huán)復(fù)合控制器、濾波模塊連入負(fù)載側(cè)電網(wǎng)；所述的濾波模塊的輸出端連接電流環(huán)復(fù)合控制器的輸入端。

所述的電流環(huán)復(fù)合控制器包括電流外環(huán)控制系統(tǒng)和電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)。

所述的電流外環(huán)控制系統(tǒng)包括前向通道調(diào)制單元以及后向通道反饋單元。

所述的電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)包括電流內(nèi)環(huán)PI控制單元。

一種基于高補(bǔ)償精度電流環(huán)的復(fù)合控制型有源濾波器的控制方法，包括以下步驟：

S1、所述的有源濾波器通用控制電路采集電網(wǎng)電壓、負(fù)載電流及裝置輸出電流ICa并處理，所述的諧波分離模塊輸出參考指令電流IRa，將所述的參考指令電流IRa和裝置輸出電流ICa輸入到所述的電流環(huán)復(fù)合控制器運(yùn)算；

S2、所述的參考指令電流IRa和裝置輸出電流ICa進(jìn)行差值運(yùn)算，得到誤差值error，誤差值error在所述的電流環(huán)復(fù)合控制器的電流外環(huán)控制系統(tǒng)中基于內(nèi)模原理分別通過前向通道調(diào)制單元以及后向通道反饋單元進(jìn)行處理，得到周期的誤差值△error1；

S3、周期的誤差值△error1經(jīng)所述的電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)的電流內(nèi)環(huán)PI控制單元處理，利用PI控制對(duì)突變誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所述的步驟S1中，

S1.1、采集電網(wǎng)電壓、負(fù)載電流及裝置輸出電流ICa，在采樣側(cè)電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的基礎(chǔ)上經(jīng)過相關(guān)的鎖相環(huán)算法處理，得出電網(wǎng)系統(tǒng)的A相的相位角Ф，并對(duì)相位角Ф求正弦值和余弦值；

S1.2、采集的負(fù)載電流以及步驟S1.1得到的A相的正序的相位角的正弦值和余弦值，經(jīng)過諧波分離算法，對(duì)采集的負(fù)載電流進(jìn)行諧波分離，把每一次的諧波電流的幅值相位、矢量方向進(jìn)行分離，然后把每一次的諧波相加得到參考指令電流IRa；

S1.3、裝置輸出電流ICa經(jīng)過外部采集電路及相關(guān)的調(diào)理電路，達(dá)到AD輸入的范圍，經(jīng)過AD數(shù)字化后和上一步驟中的參考指令電流IRa一起輸入到所述的電流環(huán)復(fù)合控制器。

所述的諧波分離算法為FFT或者DQ0或PR。

所述的步驟S2中，

S2.1.參考指令電流IRa和裝置輸出電流ICa進(jìn)行差值運(yùn)算后得到誤差值error，將error與基于內(nèi)模原理的后向通道復(fù)合函數(shù)Q(Z)*S(Z)的修正值進(jìn)行和運(yùn)算得到sum；

S2.2.將所述的sum值輸入給第一周波延時(shí)積分器函數(shù)S(n)，給予周波點(diǎn)數(shù)以下的延時(shí)積分函數(shù)修正，經(jīng)過修正后的數(shù)值為△error；

S2.3.將上一步得到的△error送入該二階低通濾波器函數(shù)C(Z),經(jīng)過該濾波器得到△error1。

所述的后向通道的反饋，依次經(jīng)過輔助補(bǔ)償器Q(Z)和周波點(diǎn)數(shù)延時(shí)修正函數(shù)S(Z)處理，得到復(fù)合函數(shù)Q(Z)*S(Z)。

所述的步驟S3中，

3.1.將△error1與所述的參考指令電流IRa做和運(yùn)算得到sum1，sum1經(jīng)過與所述的裝置輸出電流ICa做差值運(yùn)算得到△error2；

3.2.將△error2通過所述的電流內(nèi)環(huán)PI控制器對(duì)誤差即時(shí)響應(yīng)，進(jìn)行快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

本發(fā)明一種高補(bǔ)償精度電流環(huán)的復(fù)合控制有源濾波器包括所述的有源濾波器通用控制電路、電流環(huán)復(fù)合控制器、濾波模塊，所述的有源濾波器通用控制電路包括模擬信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)字化處理器(FPGA+DSP)，所述的濾波模塊包括IGBT驅(qū)動(dòng)器、逆變器模塊、LCL濾波連網(wǎng)模塊。對(duì)其工作流程作簡(jiǎn)要介紹如下：模擬信號(hào)調(diào)理電路將獲得采樣側(cè)電網(wǎng)電壓、電流行模擬信號(hào)調(diào)理，將調(diào)理后的模擬信號(hào)采用數(shù)字化處理器(FPGA+DSP)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，送給處理器進(jìn)行鎖相運(yùn)算和諧波分離計(jì)算，經(jīng)過對(duì)分離后的電流做為參考指令電流IRa，將參考指令電流IRa與實(shí)際的裝置輸出電流ICa的差值進(jìn)行電流環(huán)復(fù)合控制器的運(yùn)算，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)給IGBT驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)IGBT開通，以輸出用于濾除系統(tǒng)諧波電流的濾波電流。

需要說明的是，本發(fā)明提及的FPGA(Field Programmable Gate Array),即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，做為專用集成電路領(lǐng)域中的一種半定制電路出現(xiàn)，其目的就是提高電路設(shè)計(jì)的靈活性。采用并行處理的方式可以大大的提高控制算法的運(yùn)行速度，解決傳統(tǒng)處理器順序執(zhí)行的不足問題。豐富的邏輯門陣列可以解決負(fù)載的邏輯控制，并使每一個(gè)邏輯控制并行執(zhí)行，在執(zhí)行動(dòng)作上完全達(dá)到一致的要求，提高控制系統(tǒng)精度。

本發(fā)明提及的DSP(Digital signal processor)是一種偏向于信號(hào)數(shù)字化處理的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件，主要針對(duì)時(shí)間和幅值上都是離散化的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，主要對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析、變換、濾波、檢測(cè)、調(diào)制等，具有強(qiáng)大的可編程性和運(yùn)算速度，其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)次復(fù)雜指令程序，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越通用控制器。

本發(fā)明提及的IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)是指絕緣柵雙極型晶體管， 一種高速電子開關(guān)器件。參考電流是指從消除電網(wǎng)諧波角度來看,希望裝置輸出的電流，參考電流可以隨著所述負(fù)載電流的變化而變化。

本發(fā)明基于電流環(huán)復(fù)合控制器的前向通道和后向反饋的內(nèi)模原理對(duì)逐周的誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)，使每一個(gè)周期的參考指令電流IRa誤差為零，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度和跟蹤精度。

除此之外，步驟S2中，由于有源濾波器補(bǔ)償?shù)念l段為0至2.5KHz,因此設(shè)計(jì)控制器時(shí)只需要保證中低頻段的控制效果，綜合整體性能需求，只需要設(shè)置一個(gè)二階低通濾波器以加大對(duì)高頻的抑制，并將△error送入該二階低通濾波器。

圖2是本發(fā)明所述的一種基于高精度補(bǔ)償電流環(huán)的復(fù)合控制型有源濾波器的跟蹤電流環(huán)的控制方法的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本發(fā)明是基于高精度補(bǔ)償電流環(huán)復(fù)合控制器，通過基于內(nèi)模原理和PI控制的雙環(huán)電流控制，結(jié)合相關(guān)的算法，通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)每一周波的誤差進(jìn)行糾正處理，提高穩(wěn)態(tài)誤差精度。利用PI電流內(nèi)環(huán)的控制，在穩(wěn)態(tài)精度沒有誤差的前提下，利用PI控制器對(duì)誤差的快速反應(yīng)，來綜合性的提高電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，兩者結(jié)合使電流環(huán)跟蹤控制達(dá)到無(wú)靜態(tài)誤差控制的目的。

本發(fā)明采用的算法包括有源濾波器通用控制電路的諧波電流分離算法，還包括本發(fā)明闡述的電流環(huán)復(fù)合控制器的電流跟蹤無(wú)靜態(tài)誤差的復(fù)合控制算法，以及直流側(cè)電壓控制算法、SPWM生成算法、IGBT逆變模塊、連網(wǎng)LCL濾波模塊。所述的復(fù)合控制算法模塊依次包括諧波分離模塊的參考指令電流IRa、裝置輸出電流ICa、電流外環(huán)控制系統(tǒng)(多周期作用控制器)和電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)(PI控制器構(gòu)成)。首先簡(jiǎn)單指出整機(jī)工作原理如下：并聯(lián)型有源濾波器通用控制電路獲得采樣側(cè)電網(wǎng)電壓信號(hào)和電流信號(hào)，進(jìn)行模擬信號(hào)調(diào)理，將調(diào)理后的模擬量分別送入數(shù)字處理芯片，進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果送入處理器，進(jìn)行相位和頻率的計(jì)算，利用計(jì)算出的相位和頻率，進(jìn)行諧波電流、無(wú)功以及不平衡電流的分離，將分離后的參考指令電流IRa和裝置輸出電流ICa輸入到本發(fā)明所述的電流環(huán)復(fù)合控制器中，經(jīng)過電流環(huán)復(fù)合控制器,處理后的目標(biāo)值給到SPWM生成器，生成PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)IGBT進(jìn)行參考指令電流IRa的逆變輸出，經(jīng)過平波電抗器和連網(wǎng)電抗，輸出電流到系統(tǒng)中，以此來產(chǎn)生和系統(tǒng)中諧波電流方向相反，大小相等的矢量以消除系統(tǒng)中的諧波電流，從而提高電網(wǎng)系統(tǒng)供電質(zhì)量。

鑒于諧波電流的交流特性和傳統(tǒng)跟蹤控制器的不足，本發(fā)明特意針對(duì)電流環(huán)存在的跟蹤誤差問題，提出快速修正誤差的控制算法，使整個(gè)諧波電流趨近于系統(tǒng)中存在的諧波電流，經(jīng)過電流環(huán)的復(fù)合控制，達(dá)到快速無(wú)靜態(tài)誤差的輸出和系統(tǒng)諧波電流大小相等方向相反的電流值，以達(dá)到完全消除系統(tǒng)中諧波電流的目的。解決了傳統(tǒng)電流環(huán)控制器跟蹤存在 靜態(tài)誤差而不能完全消除系統(tǒng)諧波的弊端，從而提高了設(shè)備的補(bǔ)償性能，優(yōu)化有源濾波器整機(jī)性能。

以上僅就本發(fā)明的最佳實(shí)施例作了說明，但不能理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。本發(fā)明不僅限于以上實(shí)施例，凡在本發(fā)明獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。