无源控制策略在三相并联混合有源电力滤波器中的应用

"这篇学术论文探讨了三相并联混合有源电力滤波器(SHAPF)的无源控制策略。作者通过建立SHAPF的欧拉-拉格朗日周期平均模型，并利用无源控制理论，设计了一种非线性控制策略，确保系统在闭环下的渐进稳定性。该策略结合能量成形和阻尼注入技术，能有效地滤除电网中的谐波电流，保持直流侧电容电压的稳定。相比于传统的线性二次型调节器，该策略在稳态补偿效果和负载变化的鲁棒性方面表现更优。" 文章详细介绍了三相并联混合有源电力滤波器的无源控制方法，这是针对SHAPF非线性数学模型的一种创新解决方案。首先，作者建立了SHAPF的欧拉-拉格朗日周期平均模型，这是一种数学工具，用于简化复杂的动态系统，以便更好地理解和控制其行为。接着，基于系统的无源性，即系统能像一个能量源一样运行，作者采用了能量成形技术，通过对系统能量的塑造来影响系统动态，以达到期望的性能。 进一步，为了保证系统的稳定性，作者引入了阻尼注入策略。阻尼注入是一种常见的控制方法，通过向系统添加额外的负反馈，以增加系统的稳定性和响应速度，如同在物理系统中增加摩擦力以消除振荡。这种控制策略理论上确保了闭环系统的渐进稳定性，意味着随着时间的推移，系统将趋向于一个稳定的平衡状态。 在实际应用中，SHAPF的主要任务是滤除电网中的谐波电流。通过无源控制策略，SHAPF可以有效地消除这些谐波，从而提高电网质量，保护电气设备，防止谐波引起的故障。此外，仿真实验结果证明，这种控制策略对于维持直流侧电容电压的稳定极为有效，且在面对负载变化时展现出更强的鲁棒性，即对负载变动的适应能力更强。 与传统的线性二次型调节器相比，无源控制策略在稳态补偿和抗干扰能力上具有显著优势。线性二次型调节器虽然广泛应用，但可能在处理非线性问题和复杂动态场景时表现不足。而无源控制策略则能更好地应对这些挑战，提供更为精确和稳定的控制性能。 这项研究为三相并联混合有源电力滤波器的控制提供了新的视角，通过无源控制策略优化了谐波治理和系统稳定性，对电力系统的谐波抑制和控制理论有着重要的贡献。