[发明专利]电网电压不平衡时MMC型有源电力滤波器的控制方法

摘要

本发明涉及一种电网电压不平衡时MMC型有源电力滤波器的控制方法，采用正负序分离的dq电流检测法，灵活的选择所需补偿的电流分量；分析研究MMC‑SAPF在电网非理想条件下Lyapunov数学模型，设计相应的能量函数和控制器；设计分析最优控制增益范围，能将被控量收敛至期望值；采用适用于电网电压不平衡条件下的SAPF环流抑制、平均电容电压控制、电容电压均衡控制策略，提高MMC‑SAPF的整体性动态性能。本发明方法在负荷不平衡状态、电网电压跌落状态、负荷切换状态情况下，维持SAPF直流电压稳定、子模块电容电压平衡、抑制环流。本发明方法具有理论先进、动态响应快、补偿方式灵活、适用于多种电网电压不平衡状态等优点。

主权项

1.一种电网电压不平衡时MMC型有源电力滤波器的控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)三相负荷电流i_Lj经abc/dq坐标变换、正负序补偿电流指令提取后，得到dq坐标系下补偿电流参考量j＝a,b,c；2)将有源电力滤波器直流母线电压与其参考值经过外环电压控制得到电流指令Δi_d，将其与提取的正序d轴谐波指令相加，得到新的有源电力滤波器输出电流d轴分量参考值3)根据非理想条件下MMC型有源电力滤波器的正、负序dq坐标数学模型，建立MMC‑SAPF的Lyapunov模型；以正序为例，负序同理，Lyapunov函数的正系统的开关函数为：式中：为dq坐标系下的开关函数，上标*代表该量的参考值；u_sd、u_sq为三相交流电源电压在d轴、q轴上的分量；Δd、Δq为开关函数的波动量；为直流侧电压期望值α、β为Lyapunov函数的控制增益；N为桥臂子模块的数量；R₀＝R_f，R_f为换流器交流侧电阻；L_m为桥臂电感，L＝L_m/2+L_f；N为桥臂子模块的数量；ω为电网角频率；直流侧电压期望值为u_dc为直流侧电压值；4)分析设计电网电压不平衡条件下MMC型有源电力滤波器的Lyapunov控制器最优控制增益；式中：ε指一个远小于1的数值，代表系统的波动幅度；实际采用的直流侧电压期望值5)对有源电力滤波器电容电压和环流进行控制，将内环电流Lyapunov控制、电容电压控制、环流控制所得信号量作为输入，进行载波移相调制后送入MMC型有源电力滤波器。