周期性外部干扰抑制控制装置制造方法及图纸

一种周期性干扰抑制控制设备，被设计为即使在真实系统中状况改变大的情况下也逐次估计并且校正传递特性的反模型，并且实现稳定的控制系统。待抑制对象的周期性干扰被输出作为直流分量的感测的周期性干扰(Isdn、Isqn)。确定利用使用传递特性的倒数Qn的乘法器与感测的周期性干扰Isdn、Isqn相乘而得到的信号与通过只将检测延迟加到周期性干扰抑制命令I*dn和I*qn而得到的信号之间的差分来估计周期性干扰通过计算估计周期性干扰之间的偏差来计算周期性干扰抑制命令。学习控制部29按照将一个样本间隔期间的周期性干扰抑制命令I*dn、I*qn的差分除以一个样本间隔期间的感测的周期性干扰的差分而得到的量来校正传递特性的倒数Qn。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用带有学习功能的周期性干扰观察器来抑制周期性干扰，更具体地讲，涉及甚至在实际系统或真实系统中状况变化大的情况下也实现稳定控制系统的周期性干扰抑制控制。
技术介绍
近来，使用智能电网、微电网和诸如太阳能和风能等新能源的分散式电力系统的利用正倍受关注，并且期望进一步的普及和扩展。随着这个趋势，产生谐波的负载的数量和半导体电力转换系统的互连单元的数量在增加，因此对配电系统中的谐波问题会有担心。由于谐波对其它互连装置带来了不利影响，因此通过谐波准则等来控制和规定谐波，并且通过使用电力有源滤波器或其它装置来对谐波干扰问题采取各种措施。然而，从谐波补偿效果和控制稳定性的观点看来，传统措施和方法会变得不足，因为各处大量未指定的分散式电源的互连可造成各种问题，诸如累积谐波增加、谐波源的复杂化、随着配电系统的构造变化、相位提前电容器的转换和运行条件而造成的系统阻抗和负载阻抗的波动、以及系统谐振特性的变化。至于有源滤波器的应用和操作，需要当场进行调节操作以调节控制参数，此外，在运行情形改变的情况下需要进行重新调节的操作。基于以上提到的背景，专利文献1公开了如下技术：扩展本申请的专利技术人等提出的使用复数矢量记法的一般化的周期性干扰补偿法并且通过根据周期性干扰的复数矢量轨迹的信息来学习并校正观察器真实系统的传递特性的倒数。专利文献1的技术被配置为：在用于控制作为控制对象的系统电流的电力系统有源滤波器控制系统中，提取各
阶谐波频率分量，自动地学习从各阶谐波抑制命令到感测到的谐波的频率传递函数(一并地考虑到传感器和控制计算的空载时间，以及阻抗特性)，并且估计并抑制包括谐波形式的周期性干扰的电流。用这种技术，能够构建稳健的电力有源滤波器控制系统，且无需进行事先的系统识别。图11是示出现有的典型的配电系统的概念图。配电网被布置为从系统电源1向需求方或用户支线(feeder)1、支线2、…和支线X供电。在该配电网中，在图中作为大需求方的需求方支线2的受电点处设置源电流检测型的并联型有源滤波器AF。在需求方支线2中，存在谐波源(谐波负载)2a和2b。开关SW1是设想为谐波负载电流波动的开关，并且开关SW2是设想为由于相位提前电容器3a的转换而导致负载阻抗波动的开关。此外，为了考虑到从有源滤波器AF观察到的需求方支线2的系统阻抗波动和其它需求方的影响，设想用需求方支线1的开关SW3来进行相位提前电容器3b的转换。图12示出源电流检测型的并联型有源滤波器AF的控制模型的电路构造和控制装置的示例。实际或真实系统4和负载2a、2b、…、2n(n是自然数)的阻抗是未知的，并且谐波产生量随着负载变动而变化。如图12中所示，使用以下符号：系统互连点的电压Vs；系统互连点的电流is；有源滤波器电流iAF；有源滤波器输入电流iAFi；有源滤波器直流电压Vdc；和负载电流(总)iL。之后，对有源滤波器控制系统的内部进行说明。作为对系统互连点的电流的检测的替代，可以采用如下构造：检测有源滤波器输入电流iAFi和负载电流(总和)iL，并且在控制器中通过加法来确定与互连点电流is对应的电流。在配电系统中，超过准则水平且导致问题的谐波的阶次被限于诸如第五阶和第七阶等特定阶。因此，提取指定阶次的各自的频率分量并且针对各阶进行补偿。图13示出作为实施例1的一个示例的有源滤波器控制系统的基本构造。首先，通过PLL(锁相环)11从互连点电压Vs中检测AC电压相位θ。与作为参考相位的AC电压相位θ同步地构造dq轴正交旋转坐标系，并且在d轴和q轴上执行电流矢量控制。随后提到的周期性干扰观察器(周期性干扰抑制控制设备)12生成周期性干扰抑制电流命令的d轴命令电流值I*d和q轴命令电流值I*q。将用于将有源滤波器直流电压Vdc控制为恒定的电流I*dc与d轴命令电流I*d相加。用PI控制器13执行有源滤波器直流电压Vdc的恒定控制，以跟随有源滤波器DC命令电压V*dc。用与AC电压相位θ的频率分量同步的dq旋转坐标变换部14将有源滤波器输入电流iAFi的感测值转换成d轴感测电流Id和q轴感测电流Iq。控制系统确定d轴感测电流Id与d轴命令电流I*d的偏差以及q轴感测电流Iq与q轴命令电流I*q的偏差，并且分别用PI控制器15d和15q来产生d轴命令电压V*d和q轴命令电压V*q。用dq旋转轴逆变换部16基于AC电压相位θ将这些命令电压转换成三相电压命令V*AFi。比较器17将用作基础或基波的三相电压命令V*AFi的幅值与载波信号的幅值进行比较，从而产生PWM控制器的门控信号。图14是示出周期性干扰观察器12针对n次频率分量的谐波的控制构造的控制框图。为了提取与n次频率分量同步的在dnqn坐标轴中的n次谐波，dq旋转坐标变换部21通过表达式(1)给出的dnqn坐标变换式，将感测到的三相互连点电流(输入信号的感测值)is(＝[iSu iSv iSw]T)转换成n次dnqn旋转坐标中的dn轴感测电流isdn和qn轴感测电流isqn。[数学式1] i S d n i S q n = 2 3 cos n θ c o s ( n θ - 2 3 π ) c o s ( n &theta本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种周期性干扰抑制控制设备，所述周期性干扰抑制控制设备包括：周期性干扰感测部，感测受控对象的周期性干扰作为直流分量的感测的周期性干扰；周期性干扰估计部，通过确定利用乘法器使用根据控制系统的传递特性确定的从周期性干扰抑制命令到所述感测的周期性干扰的传递特性的倒数与所述感测的周期性干扰相乘而得到的信号、与通过只将检测延迟加到所述周期性干扰抑制命令而得到的信号之间的差分，来估计周期性干扰；加法器，通过计算由所述周期性干扰估计部估计出的估计周期性干扰与抑制干扰的周期性干扰命令之间的偏差，来计算周期性干扰抑制命令；以及学习控制部，按照通过将一个样本间隔期间的周期性干扰抑制命令的差分除以所述一个样本间隔期间的感测的周期性干扰的差分而得到的量，来校正所述传递特性的倒数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.30 JP 2014-0162331.一种周期性干扰抑制控制设备，所述周期性干扰抑制控制设备包括：周期性干扰感测部，感测受控对象的周期性干扰作为直流分量的感测的周期性干扰；周期性干扰估计部，通过确定利用乘法器使用根据控制系统的传递特性确定的从周期性干扰抑制命令到所述感测的周期性干扰的传递特性的倒数与所述感测的周期性干扰相乘而得到的信号、与通过只将检测延迟加到所述周期性干扰抑制命令而得到的信号之间的差分，来估计周期性干扰；加法器，通过计算由所述周期性干扰估计部估计出的估计周期性干扰与抑制干扰的周期性干扰命令之间的偏差，来计算周期性干扰抑制命令；以及学习控制部，按照通过将一个样本间隔期间的周期性干扰抑制命令的差分除以所述一个样本间隔期间的感测的周期性干扰的差分而得到的量，来校正所述传递特性的倒数。2.根据权利要求1所述的周期性干扰抑制控制设备，其中，所述周期性干扰抑制设备被布置为通过将所述周期性干扰抑制命令叠加于...

【专利技术属性】
技术研发人员：只野裕吾，
申请(专利权)人：株式会社明电舍，
类型：发明
国别省市：日本;JP