基于LCL滤波器的多电飞机变频电网有源电力滤波技术研究

基本信息
批准号:51707140
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:戴志勇
学科分类:
依托单位:西安电子科技大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张超,陈晓佳,江天文,朱玉龙,聂红祥,管占江,李星
关键词:
LCL滤波器变频交流电网鲁棒输出调节控制有源电力滤波有限时间估计
结项摘要

With the increase of nonlinear loads in more electric aircraft, the problem of current harmonic pollution in aircraft grids urgently requires to be solved. With advantages of small volume, light weight and good performance of harmonic suppression, active power filters have a strong application prospect in aircraft power systems. However, grid frequency in more electric aircraft changes widely and hence existing methods for active power filters cannot be applied directly. In this project, active power filter methods for variable frequency power grids of more electric aircraft are studied. In the direction of current harmonic detection, regarding grid current as a dynamic system related to an unknown grid frequency, a finite time estimation is proposed to identify the system parameters, and then the current harmonic estimation is achieved. This method, not relying on phase locked loops, has good steady-state accuracy when the frequency of power grids varies widely. Also, the use of finite time estimation theory ensures its fast dynamic response. In the detection of the current tracking, a controller based on robust output regulation theory is designed to achieve active damping for LCL-filter-based current tracking. Meanwhile, when the power grid contains harmonics or the parameters of LCL-filter change, the proposed method still has high steady-state accuracy and strong robustness. The research results will improve the theoretical basis and control methods of active power filters for more electric aircraft. In addition, the results of this project can be applied to other fields of power quality improvements.

随着多电飞机非线性用电负载不断增多,飞机电网电流谐波污染问题亟待解决。有源电力滤波器体积小、重量轻、谐波抑制能力强,在飞机电网中具有广阔应用前景,但多电飞机电网频率变化范围大,现有工频电网有源电力滤波方法无法直接使用。本项目针对适用于多电飞机变频电网的有源电力滤波方法进行深入研究。在电流谐波检测方面,将电流视为关于未知电网频率的动态系统,拟提出一种有限时间估计器设计方法对系统参数进行辨识,以实现电流谐波检测,其优势在于不依赖于锁相环,在电网频率大范围变化时,可确保稳态精度且具有快速动态响应。在电流跟踪方面,拟提出一种鲁棒输出调节器设计方法,以实现有源阻尼电流跟踪。其优势在于在保证稳态精度的前提下,着重改善对电网频率大范围变化的适应能力,提高对LCL滤波器参数变化的鲁棒性。研究成果将完善机载有源电力滤波的理论基础和控制方法,也可推广到其他电网电能质量改善领域。

项目摘要

随着多电飞机非线性用电负载不断增多,飞机电网电流谐波污染问题亟待解决。本项目针对多电飞机电网频率变化大的特点,设计适用于多电飞机的有源电力滤波器,进而抑制飞机电网谐波电流,提升飞机电网电能质量。主要研究成果包括:①提出适用于多电飞机的电流谐波检测方法、电流跟踪控制方法,进而设计适用于多电飞机变频电网的APF控制方法;②申请发明专利6项,其中授权发明专利2项;③在国内外重要学术期刊和国际会议共发表论文11篇,其中SCI/EI论文11篇,项目主持人以第一/通讯作者发表SCI/EI论文9篇(有4篇论文发表在国际顶级期刊IEEE Transactions on Power Electronics和IEEE Transactions on Industrial Electronics上);④达到了锻炼队伍、培养学生的目的,共有6名硕士参加了本课题的工作并有三名研究生已经毕业;⑤参加了多次国际会议,开展了国际合作与交流。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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