[发明专利]基于Lyapunov的三电平三相四线制SAPF非线性控制方法

权利要求书

1.基于Lyapunov的三电平三相四线制SAPF非线性控制方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

S1：根据三电平NPC型三相四线制SAPF的电路结构，建立三电平NPC型三相四线制SAPF在三相静止abc坐标系下的一般数学模型；

S2：采用等功率变换将获得的SAPF在三相静止abc坐标系下的一般数学模型转换，获取同步旋转dq0坐标系中的一般数学模型；

S3：根据步骤S2获取的一般数学模型获取稳态时dq0坐标系下的数学模型及开关函数；

S4：根据稳态时dq0坐标系下的数学模型，结合Lyapunov理论设计电流内环的NPC型三电平SAPF系统的正定能量函数和开关函数；

S5：获取最优控制增益，根据NPC型三电平SAPF系统的开关函数对SAPF各相桥臂上的开关的开通和关断进行控制；

S6：引入调节因子，调节SVPWM调制算法中的正负小矢量的作用时间，稳定SAPF直流侧电压的平衡。

2.根据权利要求1所述的基于Lyapunov的三电平三相四线制SAPF非线性控制方法，其特征在于，所述的步骤S1中，三电平NPC型三相四线制SAPF在三相静止abc坐标系下的一般数学模型为：

其中，V_Li为PCC处电压；V_dc1、V_dc2分别为直流侧电容C_f1、C_f2两端电压；i_fi为SAPF三相补偿电流；S_ij为三相四线制三电平SAPF的开关函数，下标i为三相标号，i＝a，b，c；j为四线标号，j＝1，2，3，4。

3.根据权利要求2所述的基于Lyapunov的三电平三相四线制SAPF非线性控制方法，其特征在于，所述的步骤S2中，同步旋转dq0坐标系中的一般数学模型的表达式为：

式中：S_km、i_fk、、V_Lk分别为开关函数、SAPF补偿电流、PCC处电压在dq0坐标系下的d、q、0轴的分量，下标k＝d，q，0，m＝1，4；ω＝2πf为电源角频率，f＝50Hz为电网频率。

4.根据权利要求3所述的基于Lyapunov的三电平三相四线制SAPF非线性控制方法，其特征在于，所述的步骤S3中，稳态时dq0坐标系下的数学模型的表达式为：

式中：S_q4、S₀₄分别为稳态时dq0坐标系下的开关函数；NPC型三电平SAPF系统状态变量为x＝[x₁，x₂，x₃，x₄，x₅]^T＝[i_fd，i_fq，i_f0，V_dc1，V_dc2]^T，输入变量u＝[u₁，u₂，u₃，u₄，u₅，u₆]^T＝[S_d1，S_d4，S_q1，S_q4，S₀₁，S₀₄]^T，系统状态变量期望值为稳态时x＝x^*。

5.根据权利要求4所述的基于Lyapunov的三电平三相四线制SAPF非线性控制方法，其特征在于，所述的步骤S3中，稳态时dq0坐标系下开关函数的表达式为：

式中：L_f为A、B、C三相的输出滤波电感，R_f为与输出滤波电感L_f相串联的电阻。