[發(fā)明專利]一種新的考慮飽和限幅的三相有源電力濾波器的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310700038.5
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103618314A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 程新功;張夢華;張靜亮;宗西舉;任宏偉;王成友;李石清;殷文月;王玉真;于明珠;邵振振;丁冬睿
• 申請（專利權）人: 濟南大學;山東貝格木德信息科技有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

1.一種新的考慮飽和限幅的三相有源電力濾波器的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1建立三相有源電力濾波器切換系統(tǒng)誤差模型；

步驟2基于Lyapunov穩(wěn)定性定理和凸集理論，為考慮飽和限幅的三相有源電力濾波器找到一種穩(wěn)定的切換控制算法；

步驟3將得到的切換控制算法和空間電壓矢量控制算法相結合，根據(jù)三相電源電壓構成的空間電壓矢量圖及波形圖，將三相電源電壓分成六個扇區(qū)，再根據(jù)凸組合穩(wěn)定條件，在每個扇區(qū)內設定能夠滿足二次穩(wěn)定條件的開關子系統(tǒng)組合，并為系統(tǒng)選取共同的李亞普諾夫函數(shù)，在滿足條件的子系統(tǒng)組合中選取使得Lyapunov函數(shù)導數(shù)最小的子系統(tǒng)；

步驟4根據(jù)上述方法得到的控制規(guī)則，通過控制三相有源電力濾波器的開關切換來精確跟蹤指令電流信號，降低逆變器的開關損耗。

2.如權利要求1所述的三相有源電力濾波器的控制方法，其特征在于：所述的步驟1中建立三相有源電力濾波器切換系統(tǒng)誤差模型的詳細過程如下：

根據(jù)三相有源電力濾波器拓撲結構，用U_k(k=a,b,c)表示電源電壓,i_sk(k=a,b,c)表示電源電流，i_Lk(k=a,b,c)表示負載電流，i_ck(k=a，b，c)表示APF的三相補償電流，U_DC表示APF直流側電壓，R表示輸出電阻，L表示輸出電抗，C表示直流側電容，S₁～S₆分別代表APF的6個IGBT；

用S_k(k=a，b，c)表示開關狀態(tài)，取值如下：

其中三相有源電力濾波器一共有八種開關模態(tài)，如下表1所示：

開關模態(tài)S_aS_bS_cⅠ000Ⅱ001Ⅲ010Ⅳ011Ⅴ100Ⅵ101Ⅶ110

Ⅷ111

由基爾霍夫電壓定理得到三相有源電力濾波器拓撲結構表示式如下：

uaN=Rica+Ldicadt+UaubN=Ricb+Ldicbdt+UbucN=Ricc+Ldiccdt+Uc---(8)]]>

其中：u_aN，u_bN，u_cN分別為點a、b、c與電源中性點N之間的電壓降；

由于U_DC的變化率遠遠小于APF輸出電流的變化，因此設定U_DC不變，則有源電力濾波器八種開關模態(tài)形成的八種切換子系統(tǒng)的集合的狀態(tài)方程寫為:

dicadtdicbdtdiccdt=-RL000-RL000-RLicaicbicc+-2Sa-Sb-Sc3LUDC+UaL-2Sb-Sa-Sc3LUDC+UbL-2Sc-Sa-Sb3LUDC+UcL---(9)]]>

=Ax+Bii=1,2...,8]]>

其中，i為自然數(shù)，狀態(tài)變量x＝[i_ca?i_cb?i_cc]^T，設補償電流的參考值為x_d=[x_d1?x_d2?x_d3]^T，那么切換平衡點即為x_d，為將切換平衡點變換到原點，需要進行坐標變換Δx_d＝x-x_d，變換后Δx_d＝0成為新坐標系下的切換平衡點，得到切換系統(tǒng)的誤差模型：

Δx·]]>

=-RL000-RL000-RLΔx+-2Sa-Sb-Sc3LUDC+UaL-RLxd1-2Sb-Sa-Sc3LUDC+UbL-RLxd2-2Sc-Sa-Sb3LUDC+UcL-RLxd3---(10)]]>

=AΔx+bii=1,2...,8]]>

其中，狀態(tài)變量Δx＝[Δi_ca?Δi_cb?Δi_cc]^T，看出對于三相APF，系統(tǒng)矩陣A是固定的，并且A＜0。