基于反饋線性化的有源電力濾波器容錯(cuò)控制研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)及其應(yīng)用的迅猛發(fā)展，大量諧波電流和無(wú)功功率被注入到電力系統(tǒng)中，嚴(yán)重影響到電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。有源電力濾波器(Active Power Filter，APF)是一種動(dòng)態(tài)治理諧波電流和補(bǔ)償無(wú)功功率的裝置，由于APF中電力電子開(kāi)關(guān)器件本身的脆弱性，容易發(fā)生短路和斷路故障等問(wèn)題，影響了其自身的可靠性。APF容錯(cuò)控制是通過(guò)重構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制算法，使系統(tǒng)在故障后仍能在一定的性能指標(biāo)范圍內(nèi)正常運(yùn)行;本文針對(duì)APF三相四開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有效控制

2、展開(kāi)工作。
　　闡述了三相六開(kāi)關(guān)APF重構(gòu)為三相四開(kāi)關(guān)APF的容錯(cuò)策略，建立了三相四開(kāi)關(guān)APF在d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，采用多輸入-多輸出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)反饋線性化算法對(duì)系統(tǒng)的非線性模型進(jìn)行精確線性化，推導(dǎo)出控制輸入的微分同胚變換矩陣，實(shí)現(xiàn)了三相四開(kāi)關(guān)APF有功電流和無(wú)功電流的解耦控制，在此基礎(chǔ)上采用線性控制方法設(shè)計(jì)了控制器，實(shí)現(xiàn)了指令電流的零穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤。
　　提出了一種

3、三相四開(kāi)關(guān)空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)優(yōu)化算法，論述了三相四開(kāi)關(guān)APF直流側(cè)中點(diǎn)電位必然存在波動(dòng)的原因，詳細(xì)分析了四個(gè)基本空間電壓矢量的變化情況，提出了一種三相四開(kāi)關(guān)SVPWM算法中扇區(qū)判定和占空比計(jì)算方法，有效提高了合成指令電壓的準(zhǔn)確性。提出了一種電容均壓控制方法，保證了在電容參數(shù)變化時(shí)兩個(gè)串聯(lián)電容電壓的均衡。
　　本文設(shè)計(jì)并搭建了容量為1kVA的低壓三相四開(kāi)關(guān)APF實(shí)物實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，探討了三相四開(kāi)關(guān)APF的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法;仿