一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法及装置，所述方法包括：指令前馈环节与重复控制器并联，两者的输出直接接入比例控制器的输入端形成进行电流环优化控制的系统；在稳态工作状态下，指令前馈环节不工作，系统工作在比例控制器串联重复控制器的状态下；当指令信号发生突变时也即系统进入动态时，在突变后一个周期的时间内，系统变为只有比例控制器工作，一个周期后，系统进入稳态，此时重复控制器发挥作用，使系统恢复稳态工作状态；本发明专利技术的优点在于：系统在进入动态时快速进入稳态，整个工作过程稳定。整个工作过程稳定。整个工作过程稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及电能质量综合管理器优化控制领域，更具体涉及一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法及装置。

技术介绍

[0002]电能质量综合管理器是一种用于动态治理配网三相不平衡、补偿无功的新型电力电子装置，它能够根据配网用户由于不同时间段或不同负荷导致的配网三相不平衡电流，利用控制算法分离出不平衡电流的正负零序及无功，通过控制功率器件IGBT的开通与关断，使逆变器发出与之相反的抵消电流，达到消除不平衡及补偿无功的作用。
[0003]电能质量综合管理器的控制策略采用的是电压外环和电流内环的双闭环策略，其中电压外环是比例积分控制器，电流内环则是比例控制串联重复控制，由于重复控制是以工频周期为步长进行补偿，在动态响应突变时会推迟一个工频周期的时间，响应速度较慢，因而其动态性能有所损失。百度学术2020年12月26日公开了文献《配电网电能质量综合治理控制策略研究》，其主要内容是采用底层和应用层两层控制技术，底层控制以直接电流控制技术为核心，其负责将指定的内环电流和霍尔采样电流进行PI反馈运算以后叠加到前馈电压中，用于电流的稳定控制。应用层控制用于生成指令电流，目的是将被控系统中的治理方案进行解耦，并融合有功电流、无功电流、谐波电流3个电流，最终得到合成的指令电流，并将得到和合成电流进行最终限幅以防止电能质量综合优化装置内部的电力电子器件过流。但是该文献没有公开电能质量综合管理器的电流环优化控制策略，导致在动态响应突变时，响应速度较慢。
专利
技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术缺乏应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法，导致在动态响应突变时，响应速度较慢的问题。
[0005]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法，所述方法包括：
[0006]步骤a：指令前馈环节与重复控制器并联，两者的输出直接接入比例控制器的输入端形成进行电流环优化控制的系统，所述重复控制器具有周期延时特性；
[0007]步骤b：在稳态工作状态下，指令前馈环节不工作，系统工作在比例控制器串联重复控制器的状态下；
[0008]步骤c：当指令信号发生突变时也即系统进入动态时，在突变后一个周期的时间内，由于重复控制器的周期延时特性，系统变为只有比例控制器工作，一个周期后，系统进入稳态，此时重复控制器发挥作用，使系统恢复稳态工作状态。
[0009]本专利技术在系统进入动态时，在突变后一个周期的时间内，由于重复控制器的周期延时特性，系统变为只有比例控制器工作，响应速度快，一个周期后，系统进入稳态，此时重复控制器发挥作用，使系统恢复稳态工作状态，通过该控制方法系统在进入动态时快速进
入稳态。
[0010]进一步地，所述步骤c还包括：当指令信号发生突变时，由于重复控制器的周期延时特性，此时突变的指令信号将不会使重复控制器发挥作用，而指令前馈环节为突变的指令信号输入比例控制器提供了路径，在突变后一个周期的时间内，系统变为只有比例控制器工作，比例控制器将会根据前馈的指令信号与反馈的实际值达到快速响应，一个周期后，指令信号与反馈的实际值的差值减小，系统进入稳态，此时重复控制器发挥作用，使系统恢复稳态工作状态。
[0011]更进一步地，在稳态时，系统的功能由重复控制器中的积分环节来实现。
[0012]更进一步地，所述步骤c还包括：在系统进入动态时，系统只是进行比例控制，由于指令信号中含有谐波分量，比例控制器将无法处理此工况，其主要处理误差较大的动态响应，误差较小的动态响应也即精准的无差跟踪由下一周期的重复控制器加比例控制器来完成。
[0013]更进一步地，所述误差较大的动态响应指动态响应的误差超过预设的误差限值，所述误差较小的动态响应指动态响应的误差低于预设的误差限值。
[0014]本专利技术还提供一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化装置，所述装置包括：
[0015]系统构建模块，用于指令前馈环节与重复控制器并联，两者的输出直接接入比例控制器的输入端形成进行电流环优化控制的系统，所述重复控制器具有周期延时特性；
[0016]第一控制模块，用于在稳态工作状态下，指令前馈环节不工作，系统工作在比例控制器串联重复控制器的状态下；
[0017]第二控制模块，用于当指令信号发生突变时也即系统进入动态时，在突变后一个周期的时间内，由于重复控制器的周期延时特性，系统变为只有比例控制器工作，一个周期后，系统进入稳态，此时重复控制器发挥作用，使系统恢复稳态工作状态。
[0018]进一步地，所述第二控制模块还用于：当指令信号发生突变时，由于重复控制器的周期延时特性，此时突变的指令信号将不会使重复控制器发挥作用，而指令前馈环节为突变的指令信号输入比例控制器提供了路径，在突变后一个周期的时间内，系统变为只有比例控制器工作，比例控制器将会根据前馈的指令信号与反馈的实际值达到快速响应，一个周期后，指令信号与反馈的实际值的差值减小，系统进入稳态，此时重复控制器发挥作用，使系统恢复稳态工作状态。
[0019]更进一步地，在稳态时，系统的功能由重复控制器中的积分环节来实现。
[0020]更进一步地，所述第二控制模块还用于：在系统进入动态时，系统只是进行比例控制，由于指令信号中含有谐波分量，比例控制器将无法处理此工况，其主要处理误差较大的动态响应，误差较小的动态响应也即精准的无差跟踪由下一周期的重复控制器加比例控制器来完成。
[0021]更进一步地，所述误差较大的动态响应指动态响应的误差超过预设的误差限值，所述误差较小的动态响应指动态响应的误差低于预设的误差限值。
[0022]本专利技术的优点在于：本专利技术在系统进入动态时，在突变后一个周期的时间内，由于重复控制器的周期延时特性，系统变为只有比例控制器工作，响应速度快，一个周期后，系统进入稳态，此时重复控制器发挥作用，使系统恢复稳态工作状态，通过该控制方法系统在
进入动态时快速进入稳态。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例所公开的一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法的控制框图；
[0024]图2为本专利技术实施例所公开的一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法中稳态工作状态控制框图；
[0025]图3为本专利技术实施例所公开的一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法中动态工作状态控制框图；
[0026]图4为传统比例串联重复控制器下的动态补偿波形；
[0027]图5为本专利技术实施例所公开的一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法控制下的动态补偿波形。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法，其特征在于，所述方法包括：步骤a：指令前馈环节与重复控制器并联，两者的输出直接接入比例控制器的输入端形成进行电流环优化控制的系统，所述重复控制器具有周期延时特性；步骤b：在稳态工作状态下，指令前馈环节不工作，系统工作在比例控制器串联重复控制器的状态下；步骤c：当指令信号发生突变时也即系统进入动态时，在突变后一个周期的时间内，由于重复控制器的周期延时特性，系统变为只有比例控制器工作，一个周期后，系统进入稳态，此时重复控制器发挥作用，使系统恢复稳态工作状态。2.根据权利要求1所述的一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法，其特征在于，所述步骤c还包括：当指令信号发生突变时，由于重复控制器的周期延时特性，此时突变的指令信号将不会使重复控制器发挥作用，而指令前馈环节为突变的指令信号输入比例控制器提供了路径，在突变后一个周期的时间内，系统变为只有比例控制器工作，比例控制器将会根据前馈的指令信号与反馈的实际值达到快速响应，一个周期后，指令信号与反馈的实际值的差值减小，系统进入稳态，此时重复控制器发挥作用，使系统恢复稳态工作状态。3.根据权利要求2所述的一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法，其特征在于，在稳态时，系统的功能由重复控制器中的积分环节来实现。4.根据权利要求2所述的一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法，其特征在于，所述步骤c还包括：在系统进入动态时，系统只是进行比例控制，由于指令信号中含有谐波分量，比例控制器将无法处理此工况，其主要处理误差较大的动态响应，误差较小的动态响应也即精准的无差跟踪由下一周期的重复控制器加比例控制器来完成。5.根据权利要求4所述的一种应用于电能质量综合管理器的电流环优化方法，其特征在于，所述误差较大的动态响应指动态响应的误差超过预设的误差限值，所述误差较小的动态响应指动态响应的误差低于预设的误差限值。6.一种应用于电能质量综合管理器的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海宏，马凡，王海欣，
申请(专利权)人：合肥工业大学智能制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：