三相有源电力滤波器的灰色变结构控制器设计.pdf

维普资讯 第34卷 第6期 继 电器 Vo1．34 No．6 2006年3月16日 RELAY Mar．16，2006 49 三相有源电力滤波器的灰色变结构控制器设计 杜继伟 ，毕伟东 ，王奔 (1．西南交通大学电气工程学院，四川 成都610031；2．南阳供电公司，河南 南阳473013) 摘要：结合灰色系统理论和变结构控制理论，设计一种新型三相有源电力滤波嚣的灰色变结构控制器。此控 制器是在传统VSC的滑模面附近增设边界层，同时将饱和函数代替传统变结构 中符号函数，再通过灰色预测 下一状态值来调整滑模控制增益大小，有效地减弱了传统变结构控制的 “抖动”现象。仿真结果表明：在 GVSC控制下的APF具有更好的补偿效果．且直流电容电压更稳定。 关键词：有源电力滤波器(APF)； 灰色变结构控制(GVSC)； 补偿效果；稳定性 中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)06-0049-04 0 引言 随着非线性负载的广泛使用，电网的谐波问题 已经变得13益严重，谐波补偿已成为当今一个研究 热点。因此，有源滤波器(ActivePowerFilter)已被 用来对电网中的谐波进行动态补偿。为了保证有源 滤波器的正常工作，必须有效地控制谐波电流的形 状和大小。目前APF的控制方法有灰色预测控 制 ¨J，滑模变结构控制 等。本文结合灰色系统 图 1 有源 电力滤波器 (APFJ框图 理论和变结构控制的优点，并提出了APF的灰色变 Fig．1 Blockdiagram ofactivepowerfilter 结构控制，通过Matlab仿真将本文所提出的方法与 文献[4]提出的方法相比较，结果表明，在GVSC控 ． ： ．+ ． lsp 。 a ’ tsb c ’ 制下的APF具有更好的补偿效果，且直流电容电压 — — — — — — — — — 一 稳定性增强。 其中： = ／羔 3 sa+ + 。 1 APF系统结构和控制策略 参考电源电流与实际检测电源电流的差作为 图1为APF系统结构框图。APF由电压源型 PWM电流控制的输入，从而实现APF的控制。 逆变器和直流电容组成，并通过三个单相的变压器 接到交流电网系统。非线性负载由二极管全整流桥 和电容、电阻负载组成，作为谐波源。 图2为 APF的控制框图。本文采用了灰色滑 模控制和间接电流控制技术 相结合。由于直流 侧电压直接影响着交流侧输出的性能，且谐波功率 通过电容时会产生电压波动，另外APF自身存在一 1．-_． ．． ．．． ．_· ·‘ 图2 APF的控制框图 定的功率损耗，电容电压会逐渐降低。为了稳定直 Fig．2 ControlschemeofAPF 流侧电压，本文采用 GVSC控