三相三线APF补偿电流的模糊反馈检测与控制
颜文旭,纪志成,谢林柏
江南大学通信与控制工程学院,江苏无锡
摘 要:补偿电流的检测是三相有源电力滤波器的关键问题,快速准确地检测出补偿电流并实施有效的控制直接影响到有源电力滤波器的补偿效果。对三相三线制有源电力滤波器进行电路模型分析,采用TS模糊反馈控制的方法,获得三相三线制有源电力滤波器的补偿电流,并对电源电流进行实时的模糊反馈控制。采用并行分布补偿的方法设计了模糊反馈控制器,将有源电力滤波器的非线性问题线性化,在稳定性条件下求解线性矩阵不等式,得到无功功率及谐波电流全补偿控制策略的状态反馈增益,由此获得连续的即时补偿跟踪电流,仿真及实验结果验证了补偿电流检测的准确性及模糊反馈控制的有效性,对简化有源滤波器的电流检测与其构成组件具有较大应用价值。
关 键 词:有源电力滤波器;TS模糊控制;反馈控制;补偿电流;线性矩阵不等式;并行分布补偿
1 引 言
有源电力滤波器(ActivePowerFilter,APF)是动态抑制谐波和补偿无功电流的有效途径。为了实现有效的补偿效果,正确地检测出所需的补偿电流是APF的首要的问题。补偿电流的检测有基于瞬时无功功率理论的方法[1],单周控制的方法[2],基于电流等效原理的方法[3],非线性解耦的方法[4],模糊自学习的方法[5],模糊神经网络的方法[67],等。这些方法要么难以解决APF的非线性控制问题,要么运算量很大,产生时延使控制性能受到影响。TakagiSugeno(TS)模糊控制理论[8]在APF非线性控制中也得到了应用[910]。本文在三相三线APF电路模型的基础上建立TS模糊模型,在保证系统稳定性的前提下,采用并行分布补偿(PDC)的方法[11]设计TS模糊控制器,有效地进行了补偿电流检测并实施直接的反馈控制。仿真及实验结果表明了该方法能够有效地实现补偿电流的检测,且控制输出连续,控制超调小,适应能力强,适合应用于三相三线APF控制。
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