基于改进反馈线性化控制的三相变流器研究.pdf

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1、第47卷第9期电力电子技术Vo1．47，No．92013年9月PowerElectronicsSeptember2013基于改进反馈线性化控制的三相变流器研究汪万伟，陈寿平，张建华(广东电网公司东莞供电局，广东东莞523000)摘要：基于功率平衡理论。采用状态反馈线性化解耦的控制方法，分析并建立了三相电压型变流器在d，q坐标系下的线性化数学模型，在此基础上，研究了采用状态反馈解耦控制电流内环和直流电压平方外环空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电压型变流器改进型控制策略。同时给出了系统控制器的设计方法，并进行了仿真和实验。结果表明该控制系统具有优良的稳态性能和快速的动态响应，且参数整定简单．总

2、谐波畸变率(THD)小，具有一定实用价值。关键词：变流器；功率平衡：非线性模型中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000一IOOX(2013)09～0080—03StudyofImprovedFeedbackLinearizingControlSchemeforThree．phaseConverterWANGWan—wei，CHENShou-ping，ZHANGJian—hua(DongguanPowerSupplyBureauofGuangdongPowerGridColor．ion，Dongguan523000，China)Abstract：Thelinearmathemat

3、icalmodelofthree-phasevoltagesourceconverterind，qcoordinatesisdeducedwithanalysisbasedonthepowerbalancetheoryanddecoupledstate一~edbackcontrolmethod．Animprovedcontrolstrate—gYusinginnercurrentloopwithstate~edbackdecouplingandoutervoltagesquareloop，spacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)modulationisp

4、roposed．Thewholesystemsimulationandexperimentalresultsshowthatthepulsewidthmodulation(PWM)modelproposedcansatisfactorysteady—statecharacteristicsandfasttransientresponse，itissimpletotuneparameters．Thisdesignschemehassomevalueforpracticaloperationduetoitssimpleimplement．Keywords：converter；powerbala

5、nce；nonlinearmodel1引言这里提出一种基于状态反馈解耦和功率平衡理论的改进型三相电压型变流器控制策略。仿真单位功率因数运行的电压型变流器由于具有和实验结果表明，该控制策略简单有效．具有较好网侧电流谐波含量小、功率因数高、电能可双向传的动态品质和较小的THD。输、动态响应快等优点．因而被广泛应用于交流传动、无功补偿、新能源发电等领域【1_．2三相电压型变流器数学模型电压型变流器控制策略主要分为直接电流控三相电压型变流器主电路拓扑如图1所示，制】和间接电流控制_5_61两类，目前多采用电压外网侧电路采用三相对称的无中线连接方式，功率开环和电流内环的双闭环直接电流控制。由于电压关

6、管桥路采用三相桥式全控整流电路，IGBT和续型变流器属于非线性控制系统，采用传统线性控流二极管并联作为桥臂开关器件。对于图1中网制方法难以达到理想的控制效果。为提高变流器侧的三相桥式变流器，定义三相桥臂开关函数为：性能，采用非线性控制策略控制变流器已成为目前研究的热点，如反馈线性化控制策略、基于SOk={【0：，下桥喜臂喜导通，’k=a,b,ccLyapunov稳定理论控制策略、基于滑模变结构控制理论的控制策略。其中反馈线性化控制策略具有物理意义明确，参数整定简单，系统动态和稳态响应能力良好等优点定稿日期：2013—06—27作者简介：汪万伟(1982一)，男，湖北随州人，博士，研究方图1

7、三相电压型变流器主电路拓扑向为电网稳定性分析、无功补偿及新能源的接入并网。Fig．1Maincircuittopologyofthree-phasevoltagesourceconverter80第47卷第9期电力电子技术Vo1．47，No．92013年9月PowerElectronicsSeptember2013可根据图1列出三相变流器在三相静止0，3反馈线性化控制系统设计b。c坐标系下的方程：由式(9)可知，该三相电