并联型有源电力滤波器的延时补偿控制

王晓刚，谢运祥，王 清，张 杰

（1.广州大学机械与电气工程学院，广州510006；2.华南理工大学电力学院，广州510641）

并联型有源电力滤波器APF（active power filter）是补偿电流型谐波、无功功率、提高电能质量的有效手段［1］。APF的控制系统可以在连续域（s域）和离散域（z域）下进行设计。其中最为经典的是PI控制，其思路是首先建立APF在同步旋转坐标系下的模型并进行解耦，然后对d轴系统和q轴系统分别应用PI控制［2，3］。但单一的PI控制难以同时获得理想的稳态和暂态性能，对此，文献［4～8］提出了多种改进策略或PI参数优化设计方法，但大多数方法均在s域设计或没有考虑数字化控制的影响。实际上，s域下设计的控制器用数字方法直接实现时系统的稳定域要缩小，而且由于计算和采样等原因造成的延时，数字控制多采用差一拍控制，使稳定范围进一步缩小。重复控制是一种新型的数字控制方法，它基于内模原理，能有效消除静差，重复控制器可单独使用，也可与其它方法一起构成复合控制系统，逆变电源是重复控制的典型应用［9～11］，APF是它的最新应用场合［12～15］。

本文建立了APF的离散模型，对差一拍控制对基于数字PI控制APF的影响做出分析，指出延时会使比例系数和积分系数的选取范围严重缩小，从而影响着控制的性能。在此基础上，提出将比例控制与重复控制相结合的APF电流差一拍控制策略，其中比例控制保证系统具有一定的快速性，重复控制嵌入在电流误差和比例控制之间，对电流跟踪误差进行校正，代替了PI控制中的积分环节，有效地补偿了延时的影响。……