基于Lyapunov函数的三电平SAPF控制策略

发布时间：2018-01-19 04:08

  本文关键词： 三电平 并联有源电力滤波器 Lyapunov函数法 电能质量　出处：《湖南大学学报(自然科学版)》2017年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：提出了一种基于Lyapunov函数的三相中点箝位型三电平并联有源电力滤波器(Neutral-Point Clamped Shunt Active Power Filter,NPC-SAPF)的控制策略.建立了NPC-SAPF的数学模型并在此基础上构建包含输出电流和直流电压误差项的能量函数;进一步推导出关于控制增益的特征方程,并绘制出其三维函数图,结合Lyapunov大范围渐进稳定条件和系统极点位置得到控制增益选取范围,在此区间选取合适的控制参数,保证系统在不同负载类型下动态和稳态性能.针对NPC特有的中点电位平衡问题,采用连接直流电压中点与配电变压器中点并引入中性点电位误差反馈控制的方法实现中点电位平衡.对电压源型和电流源型这两类非线性负载的动态和稳态性能进行了仿真和实验,结果表明:该控制策略对电流型和电压型非线性负载均取得较好的谐波补偿效果.
[Abstract]:A three-phase neutral-clamped three-level shunt active power filter based on Lyapunov function is proposed. Neutral-Point Clamped Shunt Active Power Filter. The control strategy of NPC-SAPF. the mathematical model of NPC-SAPF is established and the energy function including the error terms of output current and DC voltage is constructed. Furthermore, the characteristic equation about the control gain is derived, and the three-dimensional function diagram is drawn. The range of the control gain is obtained by combining with the Lyapunov condition of large-scale asymptotic stability and the pole position of the system. In order to ensure the dynamic and steady-state performance of the system under different load types, the midpoint potential balance problem of NPC is solved by selecting appropriate control parameters in this region. The neutral point potential balance is realized by connecting DC voltage midpoint with distribution transformer midpoint and introducing neutral point potential error feedback control. Dynamic and steady performance of two kinds of nonlinear loads: voltage source type and current source type. Simulations and experiments are carried out. The results show that the proposed control strategy has good harmonic compensation effect on both current-mode and voltage-type nonlinear loads.
【作者单位】： 湖南大学电气与信息工程学院;中南大学信息科学与工程学院;
【基金】：国家自然科学基金重点资助项目(61233008)~~
【分类号】：TM761
【正文快照】： 并联有源电力滤波器(Shunt Active Power Fil-ter,SAPF)是用于抑制谐波、提高电能质量的有效手段之一[1-2].其中,三相中点箝位型并联有源电力滤波器(Neutral-Point Clamped,NPC-SAPF)与两电平APF相比具有系统容量大、补偿效果好、经济成本低等优点,受到了研究者的青睐.然而由

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本文编号：1442546