Lyapunov控制策略:MMC-SAPF在非理想电网的高效补偿

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"本文主要探讨了在非理想电力系统环境下,使用模块化多电平变流器(MMC)作为并联型有源滤波器(SAPF)的控制策略。作者提出了一种基于Lyapunov函数的正负序分离控制方法,该方法能够根据SAPF的容量灵活选择补偿信号。文章详细介绍了控制策略的实施步骤,包括建立MMC-SAPF的Lyapunov函数控制器模型,选择最佳控制增益,并结合准比例谐振环流控制和电容电压控制器提升系统性能。通过MATLAB/Simulink仿真和实际硬件实验,证明了所提出的Lyapunov函数控制策略在理想和非理想条件下的有效性与优越性,该策略具备快速补偿电流谐波、参数调节简便、鲁棒性强和高控制精度等优点。" 这篇论文关注的是电力系统中电能质量的提升,特别是针对非理想运行状态下的问题。MMC-SAPF作为一种高效的电能质量改善装置,其控制策略的优化是关键。文章提出的新方法基于Lyapunov函数,这是一种稳定性理论中的工具,用于设计保证系统稳定性的控制器。通过正负序分离,可以更精确地控制补偿信号,适应不同容量的SAPF。 控制策略的实现包括了以下步骤:首先,利用MMC-SAPF的数学模型构建Lyapunov函数控制器,确定最优控制增益,以确保系统的稳定性。接着,引入准比例谐振环流控制和电容电压控制器,这些控制器能在电网非理想情况下增强系统性能,比如应对谐波和电压波动。最后,通过MATLAB/Simulink仿真和实际硬件实验,验证了控制策略在理想和实际工况下的表现,证明了其高效性和实用性。 文章指出,传统的无源滤波器在谐波抑制方面存在局限,而APF,尤其是采用多电平技术的MMC-SAPF,由于其灵活性和高精度补偿能力,成为解决电能质量问题的理想选择。尽管多电平技术提高了补偿效果,但也带来了新的挑战,如控制复杂性。本文提出的Lyapunov函数控制策略则有效解决了这些问题,展现了良好的补偿效果和系统性能。 总结来说,这篇研究论文提出了一个创新的、基于Lyapunov函数的非理想条件下MMC-SAPF控制策略,它具有良好的适应性和控制效率,对于提升电力系统的电能质量和稳定性具有重要的实践意义。