新型三电平逆变器的非线性鲁棒控制策略及其在APF中的应用

本文主要探讨了一种创新的非线性鲁棒控制策略在钳位二极管三电平逆变器中的应用。该研究旨在解决传统逆变器在有源电力滤波器（APF）中遇到的问题，特别是直流母线侧电容电压的均衡问题。通过结合一个辅助电路，作者构建了一个新型拓扑结构，其核心目标是确保在负载运行时，两个电容的电压保持一致。 控制策略的核心是建立了一个基于新型拓扑结构的数学模型，这使得研究人员能够推导出状态空间模型。通过这个模型，设计出了三个独立的单输入单输出（SISO）鲁棒控制器。这些控制器分别负责负载电流的谐波补偿、直流母线电压的稳定以及电容电压的平衡。这种设计显著增强了控制器的独立性和互不干扰性，提高了系统的控制精度和稳定性。 使用Matlab 2010b/Simulink平台进行仿真，实验结果显示，该非线性鲁棒控制算法表现出色。它有效地抑制了电网中的谐波电流，使得系统在负载变化下，不仅能保持直流母线电压在预设参考值，还能确保电容电压的一致性。此外，通过采用这种控制策略，APF在补偿电网电流的动态性能方面也有了显著提升，这对于电力系统的谐波治理和电能质量的改善具有重要意义。 在电力电子技术不断发展的背景下，有源电力滤波器的优化设计成为关键。本文的研究不仅提升了三电平逆变器在APF中的性能，还为解决直流侧电压不平衡问题提供了新的解决方案，对于提高电力系统的整体效率和可靠性具有实际价值。未来的研究可能进一步探索如何优化控制算法，降低系统复杂性，或者在更广泛的电气设备中推广这种非线性鲁棒控制策略。