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有源电力滤波器(APF)是现代电力系统中用于动态抑制谐波的关键设备。传统的PI控制策略虽然结构简单,但在处理周期性谐波信号时存在稳态误差问题。为了解决这一局限性,重复控制技术被引入到电流跟踪控制中。
重复控制的核心思想是利用内模原理,通过构造一个包含所有周期信号的内模来消除稳态误差。该控制器在基波周期内建立延迟环节,形成对历史误差的累加效应。这种记忆特性使其能够精确跟踪周期性参考信号,特别适合电力系统中固定频率的谐波补偿场景。
与传统PI控制相比,重复控制具有三大优势:首先,它能够实现无静差跟踪,彻底消除稳态误差;其次,对系统参数变化具有较强的鲁棒性;最后,可以同时补偿多个整数次谐波分量。不过需要注意的是,重复控制的动态响应速度相对较慢,因此工程中常采用复合控制策略,将重复控制与PI控制相结合,既保证动态性能又确保稳态精度。
在实际应用中,重复控制器的设计需要重点考虑稳定性问题。通常需要通过频域分析法确定合适的补偿器参数,并在数字控制系统中注意选择合适的控制周期,以避免混叠效应。随着数字信号处理器性能的提升,这种先进控制算法在电力电子装置中的应用将越来越广泛。