【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及有源电力滤波，尤其涉及一种无延时动态跟踪的apf电流内环控制系统和控制方法。
技术介绍
1、新型电力系统中，电力电子的功率变换设备渗透率日益增大，更高次数的谐波随之增加。虽然传统的apf的电流控制方法虽然在抑制电网低次谐波方面是合格的，但是对于高次谐波的跟踪与补偿方面，需要电流控制环具有极高的带宽，和极小的延迟。传统的apf电流控制方法则难以达到。
2、为此，本专利公开了一种无延时动态跟踪的apf控制方法。该方法首先采集当前周期的apf输出电流和网侧电压信号；再将apf的离散控制模型扩展到下一控制周期，并利用该模型预测下一周期输出电流值；再次结合扩展后的离散控制模型，得到下一周期应输出的等效输出电压值；相应地，利用pwm调制技术生成apf的功率开关器件的驱动控制信号。该方案能实现对电流指令的无延时动态跟踪，且易于实现。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种无延时动态跟踪的apf电流内环控制系统和控制方法，通过采集当前时刻网侧的电流值和电压值，分别利用当前电流值和电压值进行预测，得到预测信号，根据预测信号和补偿电流指令得到电压控制信号，apf根据电压控制信号控制输出电压，作用于实际电路，产生补偿电流，极大地提高了现有apf电流控制算法的动态性能，降低了电流控制响应的延迟，实现对电流指令的无延时动态跟踪。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种无延时动态跟踪的apf电流内环控制系统，包括控制模块和实际电路；所述控制模块包括电压采集模块、电流
3、所述电压采集模块的输入端与所述实际电路的公共耦合点连接，所述电压采集模块的输出端分别与所述电压预测模块的输入端、所述电流预测模块的输入端连接；所述电流采集模块采集所述实际电路中的电流信号，并输出到所述电流预测模块；所述电流预测模块的输入端还包括所述延时模块的输出，所述电流预测模块的输出端与所述电压生成模块的输入端连接；所述电压生成模块的输入端还包括用于接收外部的补偿电流指令的补偿电流指令输入端；所述电压生成模块的输出与所述电压预测模块的输出相加后作为所述限幅模块的输入；所述限幅模块的输出端与所述延时模块的输入端连接；所述延时模块的输出端与所述pwm生成模块的输入端连接，所述pwm生成模块的输出端作为所述控制模块的输出端与所述实际电路中apf逆变器连接；
4、所述电压采集模块用于采集所述实际电路公共耦合点的电压值，得到电压采样信号，并将所述电压采样信号传输至所述电压预测模块；
5、所述电压预测模块用于根据当前时刻的所述电压采样信号，得到电压预测信号；
6、所述电流采集模块用于采集所述实际电路的滤波电感的电流值，以得到电流采样信号，并将所述电流采样信号传输至所述电流预测模块；
7、所述电流预测模块用于根据当前时刻的所述电流采样信号、所述电压采样信号和所述延时模块的输出，得到电流预测信号，并将所述电流预测信号输出至所述电压生成模块；
8、所述电压生成模块用于根据所述电流预测信号和所述补偿电流指令得到所述电压生成模块的输出信号，并与所述电压预测模块的输出相加后得到电压控制信号，所述电压控制信号经过所述限幅模块和所述延时模块输出至所述pwm生成模块；所述pwm生成模块用于将所述电压控制信号转化为pwm波信号，以驱动所述apf逆变器。
9、可选地，所述实际电路的离散控制模型为：
10、其中，ts为预设采样周期，ω0为额定角频率，l1为所述滤波电感，r1为所述实际电路中寄生电阻，a和b为常数，ud(k)为k时刻同步旋转坐标系下所述电压控制信号的d轴分量，uq(k)为k时刻同步旋转坐标系下所述电压控制信号的q轴分量；udpcc(k)为k时刻同步旋转坐标系下所述电压采样信号的d轴分量，uqpcc(k)为k时刻同步旋转坐标系下所述电压采样信号的q轴分量；ild(k)为k时刻同步旋转坐标系下所述电流采样信号的d轴分量，ilq(k)为k时刻同步旋转坐标系下所述电流采样信号的q轴分量；ild(k+1)为k+1时刻同步旋转坐标系下所述电流采样信号的d轴分量，ilq(k+1)为k+1时刻同步旋转坐标系下所述电流采样信号的q轴分量。
11、可选地，所述电压预测模块的核心控制方程为：
12、
13、其中，udpcc_p(k+1)为k+1时刻同步旋转坐标系下所述电压预测信号的d轴分量，uqpcc_p(k+1)为k+1时刻同步旋转坐标系下所述电压预测信号的q轴分量，udpcc(k)为k时刻同步旋转坐标系下所述电压采样信号的d轴分量，uqpcc(k)为k时刻同步旋转坐标系下所述电压采样信号的q轴分量，udpcc(k-1)为k-1周期同步旋转坐标系下所述电压采样信号的d轴分量，uqpcc(k-1)为k-1周期同步旋转坐标系下所述电压采样信号的q轴分量。
14、可选地，所述电流预测模块的核心控制方程为：
15、
16、其中，idp(k+1)为k+1时刻同步旋转坐标系下所述电流预测信号的d轴分量，iqp(k+1)为k+1时刻同步旋转坐标系下所述电流预测信号的q轴分量，ap为a的参数估计值，bp为b的参数估计值，bp-1为bp的倒数。
17、可选地，所述电压生成模块的核心控制方程为：
18、
19、其中，u*d(k+1)为k+1时刻同步旋转坐标系下所述电压控制信号的d轴分量，u*q(k+1)为k+1时刻同步旋转坐标系下所述电压控制信号的q轴分量，idref(k)为k时刻同步旋转坐标系下所述补偿电流指令的d轴分量，iqref(k)为k时刻同步旋转坐标系下所述补偿电流指令的q轴分量。
20、第二方面，本专利技术还提供了一种无延时动态跟踪的apf逆变器电流内环控制方法，应用于本专利技术第一方面任一所述的无延时动态跟踪的apf逆变器电流内环控制系统中，包括：
21、利用所述电压采集模块采集所述实际电路公共耦合点的电压值，得到电压采样信号，并将所述电压采样信号传输至所述电压预测模块；
22、利用所述电压预测模块根据当前时刻的所述电压采样信号，得到电压预测信号；
23、利用所述电流采集模块采集所述实际电路的滤波电感的电流值，以得到电流采样信号，并将所述电流采样信号传输至所述电流预测模块；
24、利用所述电流预测模块根据当前时刻的所述电流采样信号、所述电压采样信号和所述延时模块的输出，得到电流预测信号，并将所述电流预测信号输出至所述电压生成模块；
25、利用所述电压生成模块根据所述电流预测信号和所述补偿电流指令得到所述电压生成模块的输出信号，并与所述电压预测模块的输出相加后得到电压控制信号，所述电压控制信号经过所述限幅模块和所述延时模块输出至所述pwm生成模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无延时动态跟踪的APF电流内环控制系统，其特征在于，包括控制模块和实际电路；所述控制模块包括电压采集模块、电流采集模块、电压预测模块、电流预测模块、电压生成模块、限幅模块、延时模块和PWM生成模块；所述实际电路包括APF逆变器和滤波电感，所述APF逆变器、所述滤波电感串联后与电网网侧连接；
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述实际电路的离散控制模型为：
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电压预测模块的核心控制方程为：
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电流预测模块的核心控制方程为：
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电压生成模块的核心控制方程为：
6.一种无延时动态跟踪的APF逆变器电流内环控制方法，应用于权利要求1-5任一所述的无延时动态跟踪的APF逆变器电流内环控制系统中，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，利用所述电压采集模块采集所述实际电路公共耦合点的电压值，得到电压采样信号之后，将所述电压采样信号传输
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，利用所述电流预测模块根据当前时刻的所述电流采样信号、所述电压采样信号和所述延时模块的输出信号，得到电流预测信号，包括：
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，利用所述电压预测模块根据当前时刻的所述电压采样信号，得到电压预测信号，包括：
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，利用所述电压生成模块根据所述电流预测信号和所述补偿电流指令得到所述电压生成模块的输出信号，并与所述电压预测模块的输出相加后得到电压控制信号，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种无延时动态跟踪的apf电流内环控制系统，其特征在于，包括控制模块和实际电路；所述控制模块包括电压采集模块、电流采集模块、电压预测模块、电流预测模块、电压生成模块、限幅模块、延时模块和pwm生成模块；所述实际电路包括apf逆变器和滤波电感，所述apf逆变器、所述滤波电感串联后与电网网侧连接；
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述实际电路的离散控制模型为：
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电压预测模块的核心控制方程为：
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电流预测模块的核心控制方程为：
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电压生成模块的核心控制方程为：
6.一种无延时动态跟踪的apf逆变器电流内环控制方法，应用于权利要求1-5任一所述的无延时...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，曾智，李堃，李斌，朱正韬，贾恒杰，胡玉婷，崔宫，洪焕森，田小东，吴兰，吴炯，郑晨炜，钟远峰，陈平芳，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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