【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子，具体涉及一种基于自适应陷波器的单相afe变流器控制系统。
技术介绍
1、afe(active-front-end，主动式前端)变流器是一种先进的电力电子设备，用于提高电力系统的能效和运行质量。它通过使用功率半导体开关来控制电能的流向，实现了从交流到直流或从直流到交流的双向高效能量转换。与传统的二极管桥或晶闸管整流器相比，afe技术能够提供更好的电网兼容性，包括降低谐波污染、改善功率因数以及提供无功功率支持等。这使得afe变流器在多种应用中非常受欢迎，如可再生能源发电(例如风能和光伏发电)、电动车充电基础设施(例如车载充电器)、高速铁路供电系统以及工业驱动系统等。通过实现更高的能源效率和电网友好性，afe技术为现代电力系统的可持续发展和优化运行提供了重要支持。
2、单相afe变流器运行过程中，电网侧功率通常以二倍电网频率脉动，使得直流母线存在二倍电网频率的电压纹波。直流母线电压控制器的输出与直流母线电压纹波耦合，进而导致并网电流有效值给定量id*出现二倍电网频率的谐波分量，使得并网电流的总谐波失真率(thd)增加。针对此问题，传统解决方案通常采用陷波器对直流母线电压反馈值滤波，以消除二倍频电压纹波。然而，传统陷波器通常为固定增益值，缺乏对不同并网功率情况下二次谐波含量变化的适应性。因此，尽管陷波器可以在一定程度上减轻该问题，afe变流器并网电流谐波和动态响应性能仍未能达到理论最优状态，其整体性能仍有较大的提升潜力。
技术实现思路
1、本专利技术提供
2、一种基于自适应陷波器的单相afe变流器控制系统，包含：数字锁相环、自适应陷波器、pi控制器和pr控制器；
3、所述数字锁相环用于实时跟踪交流电网电压的相位角；
4、所述自适应陷波器用于对直流母线电压反馈值vbus中的二倍频电压纹波实时估计并进行滤波；
5、所述pi控制器用于控制直流母线电压反馈值vbus与直流母线电压给定值vbus*相同；
6、所述pr控制器用于控制滤波电感l1电流反馈值il1与滤波电感l1电流给定值il1*相同。
7、进一步地，交流电网电压反馈值vgrid连接至所述数字锁相环的输入端；
8、所述数字锁相环的输出连接至所述自适应陷波器的第一输入端；
9、直流母线电压反馈值vbus连接至所述自适应陷波器的第二输入端；
10、直流母线电压给定值vbus*减去自适应陷波器的输出后连接至所述pi控制器的输入端；
11、所述数字锁相环的输出还经过余弦运算后与所述pi控制器的输出相乘，再将去滤波电感l1的电流反馈值il1后连接至所述pr控制器的输入端；
12、所述pr控制器的输出与交流电网电压反馈值vgrid求和后，再除以直流母线电压反馈值vbus输出调制波m。
13、进一步地，对调制波m进行调制生成四个开关管的驱动信号。
14、进一步地，所述自适应陷波器根据直流母线电压反馈值vbus与交流电网电压相位角θ对直流母线电压反馈值vbus中的二倍频电压纹波实时估计并进行滤波，得到滤波后的直流母线电压值vbus’。
15、进一步地，所述自适应陷波器中，直流母线电压反馈值vbus中的二倍频电压纹波的估计值为n(t)，
16、n(t)＝a(t)·s(t)
17、其中，a(t)为纹波的幅值分量，s(t)为自适应陷波器的控制信号，用于表示纹波的频率分量，在自适应陷波器的反馈机制中，需要将控制信号与输出信号进行调制以提取二倍电网频率分量，并忽略其他频率成分，得到估计误差e(t)，
18、s(t)＝cos(2θ)＝cos(2ωt)
19、其中，k为所述自适应陷波器的控制参数，对估计误差e(t)积分，进一步得到纹波的幅值分量a(t)，
20、a(t)＝∫e(t)dt
21、所述自适应陷波器的输出量为滤波后的直流母线电压值vbus’(t)，
22、vb′us(t)＝vbus(t)-n(t)。
23、进一步地，所述单相afe变流器包含：4个开关管q1～q4、4个二极管d1～d4、一个滤波电容c1和一个滤波电感l1；
24、每个开关管都反并联一个二极管，滤波电容c1的第一端连接开关管q1的第一端和开关管q3的第一端，作为直流母线正极端口p，滤波电容c1的第二端连接开关管q2的第二端和开关管q4的第二端，作为直流母线负极端口n，开关管q1的第二端连接开关管q2的第一端和滤波电感l1的第一端，滤波电感l1的第二端作为交流端口a，开关管q3的第二端连接开关管q4的第一端，作为交流端口b；
25、直流母线正极端口p与直流母线负极端口n之间的电压值记为直流母线电压vbus，交流端口a与交流端口b之间的电压值记为交流电网电压vgrid。
26、进一步地，开关管q1～q4为mosfet。
27、本专利技术的有益之处在于所提供的基于自适应陷波器的单相afe变流器控制系统，针对直流母线电压中的二倍电网频率纹波设计具有自适应增益特性的自适应陷波器，在系统动态运行的过程中实时估计电压纹波分量以自适应调节陷波器的增益值，提高了控制器对不同并网功率情况下二次谐波含量变化的适应性，从而实现了单相afe变流器在全工作范围内低并网电流谐波与高动态响应性能兼顾的运行目标，提高了单相afe变流器的整体性能。
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1.一种基于自适应陷波器的单相AFE变流器控制系统，其特征在于，包含：数字锁相环、自适应陷波器、PI控制器和PR控制器；
2.根据权利要求1所述的基于自适应陷波器的单相AFE变流器控制系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于自适应陷波器的单相AFE变流器控制系统，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于自适应陷波器的单相AFE变流器控制系统，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的基于自适应陷波器的单相AFE变流器控制系统，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的基于自适应陷波器的单相AFE变流器控制系统，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的基于自适应陷波器的单相AFE变流器控制系统，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种基于自适应陷波器的单相afe变流器控制系统，其特征在于，包含：数字锁相环、自适应陷波器、pi控制器和pr控制器；
2.根据权利要求1所述的基于自适应陷波器的单相afe变流器控制系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于自适应陷波器的单相afe变流器控制系统，其特征在于，
4.根据权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾月刚，张晓丽，沈明珠，林敏杰，欧阳锋，
申请(专利权)人：浙江佳乐科仪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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