基于重复-PI的复合控制应用于并联有源滤波器研究.pdf

第４１卷第ｌ４期２０１３年７月ｌ６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏ１Ｖｏ１．４１ＮＯ．１４Ｊｕｌｙ１６．２０ｌ３基于重复一Ｐｌ的复合控制应用于并联有源滤波器研究乔呜忠，夏益辉，梁京辉，杜承东，张成胜（１．海军工程大学电气与信息工程学院，湖北武汉４３００３３；２．海军驻上海沪东中华造船有限公司军事代表室，上海２０１２０６３．空军预警学院，湖北武汉４３００３３）摘要：并联有源电力滤波器的工作原理是主电路向电网注入大小相等、方向相反的电流量来达到谐波抑制，其性能主要包括动态响应速度和稳态补偿精度。ＰＩ控制应用于谐波抑制具有动态响应快、稳态精度低的特点，重复控制具有稳态精度高、动态响应慢的特点，为综合两者的优点，提出将重复控制与ＰＩ控制进行串并联的复合控制策略：先将一重复控制与ＰＩ控制构成串联复合，再将串联复合与另一重复控制并联构成串并联复合。并将其与ＰＩ控制、串联复合控制和并联复合控制的谐波补偿性能分别进行了仿真对比研究与实验验证。仿真结果表明串并联复合控制具有更好的谐波补偿稳态结果和动态响应性能，实验结果证明了该方法的可行性与正确性。关键词：并联有源滤波器；串并联复合控制；ＰＩ控制；串联复合控制；并联复合控制ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰＩｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｐｐｌｙｉｎｇｔｏｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｆｉｌｔｅｒ————ＱＩＡＯＭｉｎｇｚｈｏｎｇ，ＸＩＡＹｉｈｕｉ，ＬＩＡＮＧＪｉｎｇｈｕｉ，ＤＵＣｈｅｎｇ－ｄｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＣｈｅｎｇｓｈｅｎｇ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３００３３，Ｃｈｉｎａ；—２．ＮａｖｙＭｉｌｉｔａｒｙＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅＤｅｐａｒｔｍｅｎｔＲｅｓｉｄｅｎｔｉｎＨｕｄｏｎｇＺｈｏｎｇｈｕａＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１２０６，Ｃｈｉｎａ￣３．ＡｉｒＷａｒｎｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，Ｗｕｈａｎ４３００３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｕｔｐｕｔｔｉｎｇｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｃｕｒｒｅｎｔｂｙｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｗｈｉｃｈｉｓｅｑｕａｌｔｏｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｗｉｔｈｒｅｖｅｒｓｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｓｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ（ＳＡＰＦ）．ＴｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆＳＡＰＦｃｏｎｔａｉｎｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｓｔａｔｉｃｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．ＳｉｎｇｌｅＰＩｃｏｎｔｒｏｌａｐｐｌｙｉｎｇｔｏＳＡＰＦｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｌｏｗｓｔａｔｉｃｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｆａｓｔｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｈａｓｔｈｅ’ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｈｉｇｈｓｔａｔｉｃｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｓｌｏｗｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｔｏｃｏｌｌｉｇａｔｅｔｈｅｔｗｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，—ｓｅｒｉｅｓｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄＰＩｃｏｎｔｒｏｌｉｎｓｅｒｉｅｓａｎｄｉｎｓｈｕｎｔｉＳｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．ＴｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｗｉｔｈＰＩｃｏｎｔｒｏｌ，ｓｅｒｉｅｓｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏ１ａｎｄｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌａｒｅａｌＩｅｍｕｌａｔｅｄａｎｄｖａｌｉｄａｔｅｄ．—Ｅｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｓｅｒｉｅｓｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｈａｓｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｉｎｓｔａｔｉｃｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ．ａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｙｔｈｅｖｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｉｓｗｏｒｋｉＳｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａ１ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５１００７０９４）．—Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ（ＳＡＰＦ）；ｓｅｒｉｅｓｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌ；ＰＩｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｅｒｉｅｓｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌ中图分类号：ＴＭ４６４文献标识码：Ａ———文章编号：１６７４３４１５（２０１３）１４００５４０６０引言近年来，随着电力电子技术的快速发展，电力电子装置应用于工业现场日益增多，由其引起的谐波污染和电力危害已经超过传统的谐波源，如日光灯、变流电弧炉、变压器及铁磁谐振设备等，成为主要的谐波污染源。与传统的无源滤波器相比，并联有源电力滤波器具有可对各次谐波进行补偿、可靠性高和动态性能好等优点，成为目前谐波治理基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１００７０９４）研究的热点［。并联有源电力滤波器主要是对５０次以内的谐波进行补偿，单独的ＰＩ控制器带宽远远不够，即使增大比例参数，其性能改善也比较有限，同时比例系数的增大还可能导致系统不稳定，使系统发生发生震荡Ｊ。文献［７］提出一种选择性谐波电流补偿控制策略：对指定次数（５次和７次）的谐波电流进行单独提取与控制，而对其余次谐波采用ＰＩ控制，取得了较好的谐波补偿效果。文献［８］比较详细地分析了单独的ＰＩ控制器输出电流跟踪输入电流响应延乔鸣忠，等基于重复．ＰＩ的复合控制应用于并联有源滤波器研究迟的原因：交流侧电感具有减缓电流变化之特性、输出滞后输入一个开关周期等。文献［９】分析了通过提高开关频率来提高ＰＩ控制的谐波补偿，随着开环频率的提高谐波补偿具有一定的提高，受计算时问和硬件实现的制约开关频率提高的空间比较有限。为克服ＰＩ控制稳态精度低的缺点，文献［１０］均对重复控制与ＰＩ控制并联的复合控制策略进行了研究，该方法明显提高了谐波补偿性能，但受系统稳定性的影响，谐波补偿性能仍有限。为使系统获得更好的谐波补偿效果，必须寻求一种性能更好的谐波补偿控制方法。本文首先研究了三相三线制并联有源电力滤波器旋转坐标系下的数学模型，其次对串并联复合控制的拓扑结构及各参数的功能及作用进行了分析，最后将串并联复合控制与单独的ＰＩ控制、串联复合控制和并联复合控制的谐波补偿性能进行了仿真对比研究与实验验证。仿真结果表明串并联复合控制方法具有更好的谐波补偿性能，实验结果证明了该方法的正确性与可行性。１系统数学模型及ＰＩ控制谐波补偿性能图ｌ为并联有源电力滤波器的电路模型，忽略电网电阻和电感的影响，由基尔霍夫电压定律可得警埘ｌｃ＝Ｕｓ一；Ｓｂ警＋一；＋警。＋＋一；其中，Ｓｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ）为开关函数，ＳＦ１代表上桥臂导通，５产０代表下桥臂导通。采用状态空间平均法将式（１）转换为三相静止坐标系连续域模型可得图１并联ＡＰＦ电路模型Ｆｉｇ．１ＣｉｒｃｕｉｔｍｏｄｅｌｏｆｓｈｕｎｔＡＰＦ＋ｔ。：一出孥十ｆｃ：Ｕｓｂ＋出粤＋Ｒｉｏ。＝Ｕｓ＋。出ｓａ＇ｖ￣。＋＝ｌＳｂ‘。＋ｊ＾ｚ’。一＿’ｓｂ＋ｊｓ．＇ｖｄ。＋。一ｊ。．（２）。’’其中Ｓｉ为一个开关周期内开关函数Ｓｉ的平均值。假设三相电网电压平衡，将三相静止坐标系连续域模型经Ｐａｒｋ变换后得旋转坐标系的数学模型为訾＋（３）ｄｌｏ‘＋—ｏ）Ｌ￣ｉｄ一ｃ式（３）ｄ轴、ｑ轴之间存在耦合，采用状态反馈解耦控制方法对其解耦，并令Ｕｒｄ＝＆。，Ｕｒｑ＝ＳｑＶｄ作为电网电压前馈，解耦后电流环控制框图如图２。图２电流环控制框图Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｔｒｏｌｆｒａｍｅｏｆｃｕｒｒｅｎｔｌｏｏｐ由图２可以看出，解耦后控制器输出、消除了输出电感的影响，即ｊ—＋ｏ￣ＬｏｉｑＶｒ（４）ｌ一ｃｏＬｊｄ一将式（４）代入式（３）得＝警（５）＝ｄｉｑ＋ｉｑ由式（５）可以看出，通过控制Ｖｒｄ、即可实现对主电路输出电流ｆｄ、的独立控制。式（４）即为并联有源电力滤波器采用控制器后的数学模型。对图２进行解耦后ｄ轴、ｑ轴各自的ＰＩ控制框图分别为图３（ａ）、图３（ｂ）。其中比例系数ｋ．＝１５，积分系数岛＝０．０３，滤波电感三＝２ｍＨ，变流器输出线路和开关管损耗等效电阻Ｒ＝０．０５Ｑ。电力系统保护与控制∞罩三暑器乱（ａ）ｆｂ）图３ＰＩ控制框图Ｆｉｇ．３ＦｒａｍｅｏｆＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ图３中系统的开环传递函数为Ｇ（）＝＋一１５＋０．０３Ｓ２Ｌｃ＋ｓＲＯ．Ｏ０２ｓ＋０．０５ｓ系统的闭环传递函数为）＝．１＿．ｄ＝Ｇ（ｓ）一１５ｓ＋０．０３１＋Ｇ（ｓ、０．Ｏ０２ｓ＋１５．０５ｓ＋０．０３闭环传递函数的频域响应如图４。———————————————０ｒｒｒＢ—ｏｄｅＤ—ｉａｇ—ｒａ—ｍ———＝：：ｒ一５ｌ０ｌ５２Ｏ２５３Ｏ３５（６）ｆ７１Ｈｚ图４ＰＩ控制闭环传递函数频域响应—Ｆｉｇ．４ＣｌｏｓｅｌｏｏｐｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｏｎｓｅｗｉｔｈＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ由图４可以看出，ＰＩ控制器在低频段输出电流能够较好地跟踪指令电流，幅值衰减和相位偏移均较小，在中高频段幅值衰减和相位偏移随频率增加均逐渐增大。由于并联有源电力滤波器需补偿５０次以内的谐波，单独的ＰＩ控制器不能满足系统谐波补偿性能要求。２串并联复合控制策略２．１重复控制理论及其拓扑结构重复控制是一种基于内模原理的控制策略，主要是对周期性指令误差进行跟踪或抑制，其优点是输出可以无静差地跟踪输入指令，缺点是动态响应比较慢。内模原理指出：系统稳定状态下输出跟踪任意输入指令的前提条件是闭环控制系统稳定且开环传递函数包含描述输入指令全部信息的产生模型。针对谐波补偿电流指令一方面具有周期性，另一方面谐波周期是基波电流周期的整数倍，在重复控制器中只需引入一个周期信号保持器即可将重复控制理论应用于谐波抑制。该周期信号保持器很容易实现，模拟方式和数字方式分别如图５（ａ）、图５（ｂ）。Ⅳ其中，为一个基波周期采样点数，为采样周期。图５重复控制内模Ｆｉｇ．５Ｉｎｎｅｒｍｏｄｅｌｏｆｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ当谐波补偿电流误差指令Ｐ（每周期重复出现时，输出），（是对（的逐周期累积，只要Ｐ（不等于零，输出ｙ（）将逐周期变化，直至系统输出跟踪误差为零。此时，输出ｙ（『）不变，维持上一周期的值，系统达到无静差跟踪的稳定状态。目前，重复控制主要有两种拓扑结构：一种是内部模型位于反馈通道；一种是内部模型位于前向通道。如图６所示。ｆａ）反馈通道（ｂ】前向通道图６重复控制结构Ｆｉｇ．６Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ２．２串并联复合控制策略在串联复合控制和并联复合控制中，由于重复控制和ＰＩ控制的共同作用，使得其一方面谐波补偿稳态性能有了明显的提高，另一方面保留了ＰＩ控制动态响应快的优点。因此，相比于单独的ＰＩ控制，无论是串联复合还是并联复合，谐波补偿性能均有所提高。为进一步提高谐波补偿性能，提出将串联复合和并联复合进行综合的串并联复合控制，其结构如图７，其中ｍ＝ｄ．ｑ。图７串并联复合控制图—Ｆｉｇ．７Ｆｒａｍｅｏｆｓｅｒｉｅｓｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ上图中，各参数功能及作用如下：ｅ为周期延迟环节，使本周期的误差在下一个基波周期后进行校正；Ｑ（），Ｑｚ（）是为提高系统的稳定性而引入的一个接近于１的常量或低通滤波器；Ｃ（）为补偿环节，用以改造控制对象特性；乔呜忠，等基于重复．ＰＩ的复合控制应用于并联有源滤波器研究．５７一ｋ，ｋ２为超前拍系数，用以补偿相位；为重复控制增益，用来维持系统的稳定。在串并联复合控制中，通过对串联复合和并联复合各参数的协调选择，使系统达到更好的谐波补偿性能。具体来讲就是说：当串联复合参数确定后，通过引入并联复合并对其参数合理选择，使系统获得更好的补偿性能；当并联复合参数确定之后，通过引入串联复合并对参数合理选择，使系统性能进一步提高。因此，串并联复合控制综合了串联复合控制和并联复合控制的优点，具有更好的谐波补偿稳态精度。在本文仿真中取Ｑ１（）＝０．９，Ｑ２（）＝０．９５，）为一截止频率为１．２５ｋＨｚ的二阶巴特沃斯低通滤波器，超前拍系数ｋ＝３，＝２，重复控制增益ｋｒ＝０．９，：１５，ｋｉ０．０３。３仿真研究利用Ｍａｔｌａｂ软件搭建了三相三线制并联有源电力滤波器仿真模型，参数如下：电网为３８０Ｖ的三相对称５０Ｈｚ交流电源，整流桥接电阻Ｉ，＝１５Ｑ，直流母线电压为７５０Ｖ，开关频率为１０ｋＨｚ。图８～图１１分别为电网侧电流补偿前后波形及频谱采用ＰＩ控制、串联复合控制、并联复合控制和串并联复合控制的结果。由于整流桥的作用，电网侧电流发生了严重畸变，补偿前电网侧电流ＴＨＤ为２８．６３％。由图可以看出采用ＰＩ控制、串联复合控制、并联复合控制和串并联复合控制补偿后电网侧电流ＴＨＤ分别降为１０．０８％、３．８９％、３．５６％和２．５２％，在电网电流突升突降处，串联复合控制、并联复合控制和串并联复合控制均能较好地抑制尖峰，其中串并联复合控制抑制效果最好；当负载发生变化时，串联复合控制、并联复合控制和串并联复合控制均ＦＦＴＷｉｎｄｏｗ：５ｏｆ２５ｃｙｃｌｅｓ一ｉｔ／ｓＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌ（５０Ｈｚ）３７８，”拒２８．６３％ＵｓＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌ（５０Ｈｚ）＝４７８，ＴＨＤ－ＩＯ．０８％ｆＨｚＪＴＨｚ补偿前电网电流补偿后电网电流图８电网侧电流ＰＩ控Ｓｔｉｌｌ，偿前后频谱图Ｆｉｇ．８ＭａｇｎｉｔｕｄｅｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｕｔｉｌｉｔｙｃｕｒｒｅｎｔｗａｖｅｆｏｒｍｗｉｔｈＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ较快地响应了负载的变化，说明ＰＩ控制发生了作用，经过两个工频周期后，系统基本达到稳态，说明重复控制在逐周期减小系统输入误差。因此，相比于ＰＩ控制、串联复合控制和并联复合控制，串并联复合控制具有更好的谐波补偿稳态精度，同时保留了ＰＩ控制动态响应快的优点。图９串联复合控制仿真结果Ｆｉｇ．９ＥｍｕｌａｔｅｄｗａｖｅｆｏｒｍｗｉｔｈｓｅｒｉｅｓｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＦＦＴｗｉｎｄｏｗ：４ｏｆ２５ｃｙｃｌｅｓ图１０并联复合控制仿真结果Ｆｉｇ．１０ＥｍｕｌａｔｅｄｗａｖｅｆｏｒｍｗｉｔｈｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＦＦＴｗｉｎｄｏｗ：４ｏｆ２５ｃｙｃｌｅｓ补偿后电网电流图１１串并联复合控制仿真结果Ｆｉｇ．１１Ｅｍｕｌａｔｅｄｗａｖｅｆｏｒｍｗｉｔｈｓｅｒｉｅｓ－ｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌ４实验验证为验证串并联复合控制拓扑结构的正确性与方法的可行性，在实验室搭建了一台三相三线制并∞∞。啪如０ｊｊｌ｛∞∞加０加∞。粥【ｉ＿ｌ电力系统保护与控制联有源滤波器实验样机，负载为整流桥接电阻。图１２～图ｌ５分别为采用ＰＩ控制、串联复合控制、并联复合控制和串并联复合控制后电网侧电流的谐波补偿结果。由图可以看出，补偿前电网侧电流畸变率为２７．５４％，补偿后ＴＨＤ分别降低到ｌ２．２６％、４．２５％、３．８３％和３．２３％，说明串并联复合控制均具有更好的谐波补偿稳态结果。图１６为采用串并联复合控制电网侧电流的谐波补偿动态结果。当负载突变时，系统快速响应了负载的变化，在３０ｍｓ后系统基本达到稳态。因此，与单独的ＰＩ控制、串联复合控制和并联复合控制方法相比，串并联复合控制方法在保留ＰＩ控制动态响应快优点的同时，具有更好的谐波补偿稳态结果。实验结果证明了该方法的正确性与可行性。补偿前电源电流频谱补偿后电源电流频谱图１２ＰＩ控制谐波补偿结果Ｆｉｇ．１２ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｗａｖｅｆｏｒｍｗｉｔｈＰＩｃｏｎｔｒｏｌ‘¨¨¨ｎｑｆ，ｊ：。纵ｍ标｝乜流：２０Ａ，格图１３串联复合控制谐波补偿结果Ｆｉｇ．１３Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｗａｖｅｆｏｒｍｗｉｔｈｓｅｒｉｅｓｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌ。。．。．。。。（ｂ）并联复合控制补偿瞒图１４并联复合控制谐波补偿结果Ｆｉｇ．１４Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｗａｖｅｆｏｒｍｗｉｔｈｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌ（ｂ）书并联复合控制补偿后频图１５串并联复合控制谐波补偿稳态结果Ｆｉｇ．１５Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｗａｖｅｆｏｒｒｒ：ｗｉｔｈｓｅｒｉｅｓ－ｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅ图１６串并联复合控制谐波补偿动态结果Ｆｉｇ．１６Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｗａｖｅｆｏｒｍｏｆｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｗｉｔｈ—ｓｅｒｉｅｓｓｈｕｎｔｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌ乔鸣忠，等基于重复．ＰＩ的复合控制应用于并联有源滤波器研究一５９．５结论为克服ＰＩ控制谐波补偿稳态精度低和重复控制动态响应慢的缺点，本文提出一种串并联复合控制方法，通过将其与单独的ＰＩ控制、串联复合控制和并联复合控制的谐波补偿性能进行仿真研究与实验验证，得出如下结论：１）在谐波补偿动态响应方面，串并联复合控制与串联复合控制、并联复合控制一样，均继承了ＰＩ控制动态响应快的优点。２）在谐波补偿稳态精度方面，与单独的ＰＩ控制、串联复合控制和并联复合控制相比，串并联复合控制具有更好的谐波补偿稳态精度。３）串并联复合控制具有较好的谐波补偿动态响应速度和稳态精度，将其应用于谐波抑制是切实口］仃的。参考文献［１］王兆安，杨君，刘进军，等．谐波抑制和无功功率补偿【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００２．［２］张晓，孔令军，孙华，等．三相三线制并联型有源电力滤波器的准滑膜变结构控制［Ｊ］．电力系统保护与控制，—２０１１，３９（２１）：４０４４．ＺＨＡＮＧＸｉａｏ，ＫＯＮＧＬｉｎｇ￣ｕｎ，ＳＵＮＨｕａ，ｅｔａ１．Ｔｈｅ—ｑｕａｓｉｓｌｉｄｉｎｇｍｏｄｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒｉｎｔｈｒｅｅ－ｗｉｒｅｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１１，３９（２１）：４０－４４．［３］王辉，段玉兵，龚宇类，等．一种用于并联型有源电力滤波器的离散解耦控制方法［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（１１）：４８－５３．——ＷＡＮＧＨｕｉ，ＤＵＡＮＹｕｂｉｎｇ，ＧＯＮＧＹｕｌｅｉ，ｅｔａ１．Ａ—ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｄｉｓｃｒｅｔｅｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄ—Ｃｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（１１）：４８５３．［４］黄薇，周荔丹，郑益慧，等．基于神经网略ＰＩ重复控制器的三相并联有源电力滤波器［Ｊ】．电力系统保护与控—制，２０１２，４０（３）：７８８４．—ＨＵＡＮＧＷｅｉ，ＺＨＯＵＬｉｄａｎ，ＺＨＥＮＧＹｉ－ｈｕｉ，ｅｔａ１．ＮｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋＰＩｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ—ｔｈｒｅｅｗｉｒｅｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ—ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１２，４０（３）：７８８４．［５］陈玉庆，武玉强，蔡彬．基于电流环复合控制的有源电力滤波器『Ｊ］．电力自动化设备，２００９，２９（１０）：４３．４９．—ＣＨＥＮＹｕ・ｑｉｎｇ，ＷＵＹｕｑｉａｎｇ，ＣＡＩＢｉｎ．Ａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｌｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｏｕｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｃｕｒｒｅｒｈｌｏｏｐ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２００９，２９（１０）：—４３４９．［６］魏学良，戴珂，方听，等．三相并联型有源电力滤波器补偿电流性能分析与改进ｆＪ１．中国电机工程学报，２００７，２７（２８）：１１３－１１９．ＷＥＩＸｕｅ．１ｉａｎｇ．ＤＡＩＫｅ，ＦＡＮＧＸｉｎ．ｅｔａ１．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒｔｈｒｅｅ．ｐｈａｓｅｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ—ｔｈｅＣＳＥＥ，２００７，２７ｆ２８）：１１３１１９．［７］刘威葳，丁洪发，段献忠．有源电力滤波器选择性谐波电流控制策略［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１１，３１（２７）：—１４２０．ＬＩＵＷｅｉ．ｗｅｉ。Ｄ１ＮＧＨｏｎｇ．ｆａ．ＤＵＡＮＸｉａｎ．ｚｈｏｎｇ．Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２０１１，３１ｆ２７）：１４．２０．［８］耿攀，戴珂，魏学良，等．三相并联型有源电力滤波器电流重复控制［Ｊ］．电工技术学报，２００７，２２（２）：１２７．１３１．ＧＥ］ＧＰａｎ，ＤＡＩＫｅ，ＷＥＩＸｕｅ．１ｉａｎｇ，ｅｔａ１．ＴｈｅｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｃｕｒｒｅｎｔｗａｖｅｆｏｒｌＴｌｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａ—ＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２００７，２２ｆ２）：１２７１３１．［９］耿攀，吴卫民，刘以建，等．基于重复控制的并联有源电力滤波器［Ｊ］．变流技术与电力牵引，２００８（３）：４９．５３．ＧＥＮＧＰａｎ，ＷＵＷｅｉ．ｒａｉｎ，ＬＩＵＹｉ．ｊｉａｎ．ｅｔａ１．Ｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］．ＣｏｎｖｅＲ—ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｒａｃｔｉｏｎ，２００８ｆ３１：４９５３．［１０］武健，何娜，徐殿国．重复控制在并联有源电力滤波器中的应用［Ｊ］．中国电机工程学报，２００８，２８（１８）：７０．７６．—ＷＵＪｉａｎ，ＨＥＮａ，ＸＵＤｉａｎｇｕｏ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｆｉｔｅｒ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２００８，２８ｆ１８１：７０．７６．１１１］ＷＥＩＸｕｅ．１ｉａｎｇ，ＤＡＩＫｅ，ＦＡＮＧＸｉｎｅｔａ１．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｏｕｔｐｕｔｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｆｏｒｔｈｒｅｅ．ｐｈａｓｅｓｈｕｎｔａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００６，２３ｆ４）：１７５７．１７６２．［１２］戴珂．双－－＊Ｈ电压源ＰＷＭ变换器串并联补偿型ＵＰＳ控制技术研究［Ｄ】．武汉：华中科技大学，２００３．［１３］朱鹏程，李勋，康勇，等．统一电能质量控制器控制策—略研究［Ｊ］．中国电机工程学报，２００４，２４（８）：６７７３．ＺＨＵＰｅｎｇ．ｃｈｅｎｇ，ＬＩＸｕｎ，ＫＡＮＧＹｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｕｎｉｆｉｅｄｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２００４，２４（８）：６７．７３．［１４］李翠燕，张东纯，庄显义．重复控制综述［Ｊ］．电机与控—制学报，２００５，９（１）：３６４１．—ＬＩＣｕｉｙａｎＺＨＡＮＧＤｏｎｇ．ｃｈｕｎ．ＺＨＵＡＮＧＸｉａｎ．ｙｉ．Ｔｈｅｓｕｍｍａｒｙｏｆｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ［Ｊ］．Ｅｌｅｃ￣ｉｃＭａｃｈｉｎｅａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００５，９（１）：３６－４１．—收稿日期：２０１２－０９２３；修回日期：２０１２－１０－２５作者简介：乔呜忠（１９７１一），男，教授，研究方向为电力电子与电力传动：夏益辉（１９８７－），男，博士研究生，研究方向为电力电子与电力传动。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｙｉｈｕｉ２００５＠１６３．ｔｏｍ