[发明专利]一种三相并联型有源电力滤波器的饱和切换控制方法

权利要求书

1.一种三相并联型有源电力滤波器的饱和切换控制方法，其特征在于:

步骤1）首先分析三相并联型有源电力滤波器各工作模态拓扑结构，根据实际电路参数，建立三相有源电力滤波器的切换系统模型其中A_σ(t)为有源电力滤波器工作模态的系数矩阵，B为输入矩阵且是常数阵，这两个矩阵都是由实际电路参数决定，x为状态向量，由三相并联型有源电力滤波器的输出补偿电流和直流侧电压组成，u是输入向量，由系统电源电压组成；

步骤2）针对三相有源电力滤波器的切换系统模型设计模型的切换规则σ(t)，使得系统在切换平衡点渐进稳定，即实现了三相有源电力滤波器的电压稳定和电流跟踪的统一控制；首先根据线性系统理论的方法计算系统的公共李雅普诺夫函数V(ξ)＝ξ^TPξ,(ξ＝x-x_e)，x_e为系统的切换平衡点，即求解，其中Q是单位矩阵，根据该李雅普诺夫函数切换规则取，式中，arg表示下标；

步骤3）根据上述方法得到的控制规则，控制三相有源电力滤波器件的开关通断，实现对电网谐波电流的补偿。

2.如权利要求1所述的一种三相并联型有源电力滤波器的饱和切换控制方法，其特征在于:所述步骤1）的具体步骤为：

根据三相APF的工作原理即通过控制6个开关器件S₁~S₆的通断，使补偿电流i_cj跟踪指令电流保证了电网侧只含有正弦有功分量；同时使直流侧电容电压v_dc稳定于参考电压

基于基尔霍夫定律，建立三相有源电力滤波器的电压电流方程：

ea=Ldicadt+Rica+Uan+UnNeb=Ldicbdt+Ricb+Ubn+UnNec=Ldiccdt+Ricc+Ucn+UnN---(1)]]>

dicjdt=-RLicj-1L(pj-13Σm=a,b,cpm)vdc+ejL,j=a,b,c---(2)]]>

Cdvdcdt=Σj=a,b,cpjicj---(3)]]>

p_j(j＝a,b,c)表示j相开关状态，L为三相滤波电感；C为直流侧电容；R为电感等值电阻；e_j(j＝a,b,c)为系统电源电压；v_dc为直流侧电容电压；i_Lj是非线性负荷电流；i_sj为电源电流；i_cj为三相APF的补偿电流；令表示负载电流中的谐波分量和无功分量；U_jn(j＝a,b,c)为j相和n点间的电压；U_nN是n和中性点N间的电压；

定义S_j(j＝a,b,c)为开关函数，其定义如下：

Sj=pj-13Σm=a,b,cpm,j=a,b,c---(4)]]>

则状态方程(1)和(3)写为：

dicadtdicbdtdiccdtdvdcdt=-RL00-SaL0-RL0-SbL00-RL-ScLpaCpbCpcC0icaicbiccvdc+eaLebLecL0---(5)]]>

对三相有源电力滤波器而言，不存在某一桥的上下桥臂均关断的情况，用p_a，p_b，p_c对应6种开关组合，即：001、010、011、100、101、110，定义上述组合分别对应6种切换模态σ(t)∈N＝{1,2,…,6}；根据各工作模态的拓扑结构，式(5)的状态方程写为：

x·=Aσ(t)x+Bu---(6)]]>

式中，APF的状态向量x=[i_ca,i_cb,i_cc,v_dc]^T和输入向量u＝[e_a,e_b,e_c,0]^T；A，B为APF工作模态的系数矩阵；其中A_σ(t)∈{A₁,A₂,A₃,A₄,A₅,A₆}，对于输入矩阵B，其不受切换过程的影响，故保持不变；针对每一种开关组合，得到如的状态方程，其中：

Aσ(t)=-RL00-1L(pa-13Σm=a,b,cpm)0-RL0-1L(pb-13Σm=a,b,cpm)00-RL-1L(pc-13Σm=a,b,cpm)paCpbCpcC0,B=-1L0000-1L0000-1L00000---(7).]]>