三电平逆变器的非线性鲁棒控制器设计与应用

本文主要探讨了一种非线性鲁棒控制策略在三电平钳位二极管逆变器中的应用，目标是解决直流母线侧两个电容电压不平衡的问题。研究的核心在于开发一种新型拓扑结构，它结合了传统的三电平逆变器和一个辅助电路，旨在提升系统稳定性。 在控制策略方面，作者首先通过建立数学模型，将这种新型拓扑转化为状态空间模型，从而设计出三个独立的单输入单输出(SISO)鲁棒控制器。这三个控制器分别负责负载电流的谐波补偿、直流母线电压的控制以及确保两个电容电压的平衡。这种设计强调了控制器间的独立性和互不干扰，以提高控制精度和效率。 利用MATLAB/Simulink平台进行仿真，结果显示，采用非线性鲁棒控制算法后，系统能够有效地抑制电网的谐波电流，即使在负载变化的情况下，也能保持主电路直流母线电压稳定在预设参考值，并确保电容电压相等。此外，由于三电平逆变器的优势，如低纹波电流、减少输出电压畸变和小型化设计，使得APF在谐波治理和效率优化方面表现出色。 论文的引入部分指出，随着电力电子技术的飞速发展，特别是APF在谐波治理中的广泛应用，对逆变器的性能和控制策略提出了更高要求。作者的研究工作针对这一需求，通过对直流侧电压平衡问题的深入研究，为实际应用提供了新的解决方案。 本文不仅探讨了新型三电平逆变器的拓扑设计，而且还展示了如何通过非线性鲁棒控制策略来优化APF的性能，这对于电力系统中的谐波治理和逆变器设计具有重要的理论和实践价值。