[發明專利]一種單相并聯型有源電力濾波器的非線性切換控制方法

有效

• 申請號: 201010260615.X
• 申請日: 2010-08-24
• 公開（公告）號: CN101902046A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 張永峰;程新功;宗西舉;陳愛賓;渠志江;趙全新;秦建華;孫岳
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種單相并聯型有源電力濾波器的非線性切換控制方法，其特征是，

1)首先分析由于主電路功率器件的通斷造成的APF分段線性切換特性，根據實際電路參數，建立其切換系統模型其中A_i是系數矩陣，b是常數矩陣，兩個矩陣都是由實際電路參數決定，x是狀態變量，是由APF補償電流和直流側電壓組成；并且通過APF的補償目標，建立其切換系統誤差模型誤差狀態變量Δx是由兩個誤差組成的，分別是APF補償電流和其期望的參考信號，以及直流側電壓和其期望的參考值之間的誤差；

2)針對APF切換系統誤差模型，設計模型的控制輸入u(t)，使APF切換系統誤差模型在零處穩定，誤差趨于零，此時APF的補償電流跟蹤期望的參考信號，直流側電壓可以穩定在期望值，從而保證APF的補償效果，首先根據APF分段線性的性質，使用線性系統理論的方法計算每個子系統的李亞譜諾夫函數V_i＝x^TP_ix，即求解不等式其中I是單位矩陣，然后判斷：

①判斷每個子系統是否運動在區域如果有子系統運動在該區域，說明該子系統是收斂的，系統的誤差狀態變量是趨于零的，則使切換系統應該切換到相應的子系統運動，此時系統的控制輸入其中，arg表示取滿足表達式的下標；

②如果子系統都運動在該區域中，說明此時兩個子系統都是收斂的，兩個子系統均可以使系統的狀態變量趨于零，則計算使切換系統切換到控制輸入決定的子系統，以保證APF的收斂速度是最快的；

3)根據上述方法得到的控制輸入u(t)，控制APF主電路功率器件的通斷，APF實現對電網中諧波電流的精確補償。

2.如權利要求1所述的單相并聯型有源電力濾波器的非線性切換控制方法，其特征是，所述步驟1)的具體步驟為：

①根據基爾霍夫電壓電流定律，建立單相并聯型有源電力濾波器的切換系統模型，得到形如的狀態方程，其中A_i為系數矩陣，i＝1或2，分別代表兩種功率模塊導通的情況，x為狀態變量，即APF補償電流和直流側電壓，b為常數陣；

②根據APF補償目標，寫出期望APF補償后的電網電流，即電網電流參考信號其頻率是50Hz，幅值是電壓環PI控制器的輸出，將電網電流參考信號減去負載電流，得到APF補償電流的參考信號；將上述補償電流參考信號和直流側電壓的參考信號作為APF切換系統的參考狀態變量，得到APF的切換系統參考模型

③將APF切換系統模型減去切換系統參考模型，得到APF切換系統誤差模型其中Δx是切換系統狀態變量的誤差，即APF補償電流和其期望的參考信號，以及直流側電壓和其期望的參考值之間的誤差。