三电平三桥臂并联有源电力滤波器的研究.pdfVIP

2014年第3期 煤 炭 科 技 No．3 2014 C0AL SCIENCE TECHNOL0GY MAGAZINE 3 文章编号 ：1008—3731(2014)03—0003—05 三电平三桥臂并联有源电力滤波器的研究 孔令军 (广东电网公司 韶关供电局，广东 韶关 512026) 摘 要：提出了一种三电平三桥臂并联有源 电力滤波器 (APF)的滑模控制策略。通过对两电 平滑模控制工作原理和三电平 中各电平的分析，总结出电平选择规律并对滑模函数进行变 换。运用变换后的滑模函数实现三电平三桥臂并联型有源 电力滤波器的控制。所提出的控制 策略具有算法简单，响应速度快，对外界噪声干扰和参数摄动具有鲁棒性等特点，对抖动也具 有较好的抑制作用。具体仿真计算结果表明，所提 出的方法控制效果 良好，具有较高的实用 价值。 关键词：三电平三桥臂；并联有源电力滤波器；滑模控制；鲁棒性 中图分类号：TN713 文献标志码：B 1 问题的提出 一 种将滑模控制运用于三电平的方法，包括电平选 择逻辑和双滑模控制函数两部分。最后给出仿真验 目前对有源滤波器的研究主要限于新型拓扑结 证结果。 构构建和控制策略研究等方面 ，其 中控制策略对 APF的性能和补偿效果起着举足轻重的作用 】。由 2 三电平三桥臂并联型有源电力滤波器数 于电力电子开关器件的非线性工作状态，决定了线 学模犁 性控制在抗扰性及 自适应性方面显得不足。 对于并联型有源电力滤波器的原理，许多文献 滑模变结构控制作为非线性控制 ，其优点是滑 动模态对加给系统的干扰和系统的摄动具有完全的 中都已有详尽的论述，本文将不做详细介绍。并联 自适应性。这使滑模控制适用于线性定常系统、线 型三电平三桥臂有源 电力滤波器原理如图1所示。 性非定常系统 ，也适用于非线性系统。在一定前提 有源 电力滤波器的基本工作原理是，检测补偿对象 下 (选择指标、极点集)，最优控制与极点配置的解是 的电压和电流 ，经指令电流运算电路计算得出补偿 唯一确定的。而对于滑模控制，随着控制结构、控制 电流的指令信号，该信号经补偿电流发生电路放大， 模式的不同，随着所用方法的不同，解可以是多样 得出补偿 电流，补偿 电流与负载电流中要补偿的谐 的。这种多样性从积极意义来看，又为工程设计提 波及无功等 电流抵消，最终得到期望的电源电流 。 供了更多可能性。 文献 2【]针对参数的不确定性，外部干扰对系统 稳定性造成的危害，将电网电压、电流及补偿电流作 为状态变量，建立系统的数学模型，以指令电流与跟 踪电流的误差作为滑动面来设计控制器。文献[3] 将变化的自适应参数运用于趋近函数，从而改变到 达开关表面的速率。文献 [4]通过滑模控制将反馈 线性化理论运用于单相有源电力滤波器。SMC也可 以应用于外环直流侧 电压的控制中 -6]o 本文首先建立三电平三桥臂APF系统模型 ，分 析三电平拓扑结构和工作原理，在此基础上提出了 图1 三电平三桥臂并联有源电力滤波器结构 4 煤 炭 科 技 2014年第3期 图1中， ，i， 为负载三相 电流 ；i i，。。为 ‘ 电流误差 APF输出的三相补偿 电流 ；i i。为系统三相 电 M