基于三电平逆变器的鲁棒控制策略在APF的应用研究

摘要

本文提出了一种由传统的钳位二极管三电平逆变器和一个辅助电路组成的新型拓扑结构，目的是保证其直流母线侧两个电容电压相等。同时，在控制算法上利用该新型拓扑结构提出数学模型，提出了一种非线性鲁棒控制策略的控制器，并成功应用于APF 中。实现方法思路是由数学模型推导出状态空间模型，分析整理后得到三个单输入单输出（SISO）鲁棒控制器，分别用来负载电流的谐波补偿，控制直流母线电压和保证直流侧两个电容电压平衡，该设计的三个SISO 控制器保证非线性补偿之间的相互独立性，互不干扰。整个设计思路在matlab2010b/simulink 平台上仿真，结果表明，采用该非线性鲁棒控制算法，电网的谐波电流可以很好补偿；在负载变化下，主电路的直流母线电压保持在其参考值和电容电压保持相等，电网电流的补偿动态性能效果也非常明显。