基于切换系统理论的有源电力滤波器控制策略研究
[Abstract]:With the development and wide application of power electronic devices, harmonic pollution has become an important factor threatening power quality. Active power filter can effectively suppress harmonics and improve the quality of power supply. Therefore, active power filter is more and more widely used in life and industry. In addition, the over-exploitation of primary energy causes the environment to be seriously polluted, and the demand for reliability of power supply is more and more high. The traditional power supply method can not meet the actual needs, so people pay more and more attention to micro-grid. The main circuit of microgrid inverter and active power filter is very similar. In order to save investment, microgrid and active power filter can be shared a set of inverter equipment. However, microgrid inverter and active power filter belong to two different sets of equipment, which is a serious waste of resources. In order to solve the above problems, the active power filter control strategy based on switching system theory is studied in this paper, which can effectively filter the harmonic of the system and keep the DC side capacitance voltage stable at a higher value. It also provides a solid theoretical basis for sharing a set of inverter equipment between microgrid and active power filter. It is of great significance to improve the quality of power supply, reduce losses and save investment. In this paper, we first introduce a switching system, which consists of a series of subsystems and switching rules describing the relationship between them. The stability of switched systems depends on the selected switching rules, even if its subsystems are stable, if the switching rules are not appropriate, it may lead to the instability of the whole system. On the other hand, even if its subsystem is unstable, it can make the whole system run stably under proper switching rules. The design of switching rules is the key problem to study the stability of switched systems. Based on Lyapunov stability theorem, a switching control strategy is designed to make the system asymptotically stable. The error mathematical model of single-phase active power filter and switching system is established, and the single-phase active power filter is divided into two subsystems. According to Lyapunov theorem, the stability of the subsystem is analyzed and the Lyapunov function that makes the subsystem asymptotically stable is determined. Then a switching sequence is designed to make the single-phase active power filter run stably. The power switch of the main circuit of the single-phase active power filter is controlled to make the system run in the optimal state of compensation. The harmonic current control strategy of three-phase active power filter based on switching system theory is proposed. The mathematical model of system error is established by taking the two-phase harmonic compensation current and DC capacitor voltage of three-phase active power filter as variables. According to Lyapunov stability theorem, the optimal switching sequence is designed to reduce the error between the harmonic compensation current, the DC capacitor voltage and the reference value, so as to ensure the system to run in the optimal compensation state. The simulation model of single-phase and three-phase active power filter is built to verify the method, and the switching sequence is used to control the power switch on and off of the main circuit of the active power filter. The simulation results show that this method is correct and feasible.
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM761;TN713.8
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,本文编号:2380795
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