三相PWM整流器建模与非线性控制：治理电网污染

"这篇文档主要讨论了三相电压型PWM整流器在电网中的应用及其带来的电网污染问题，包括谐波和无功功率，以及这些问题对电力系统的影响和治理的紧迫性。PWM整流器的建模、特性分析以及非线性控制策略如PID和滑模变结构控制也是本文的研究重点。" 在现代电力系统中，电力电子变流装置的使用日益广泛，例如三相电压型PWM整流器，它们在提升电能利用率方面发挥了关键作用。然而，这些设备同时也引入了谐波和无功功率，对电网造成严重污染。非线性负载，如可控硅整流器、电解电源和电力机车，是导致这种污染的主要源头。谐波会导致电机振动、噪声、效率下降，输电线损耗增加，变压器绝缘老化，继电保护装置误动作，仪表计量误差，通信设备通信质量下降，甚至生产设备停机，经济损失巨大。 PWM整流器的建模是理解和控制其行为的基础，通常基于基尔霍夫定律和拉格朗日方程进行。通过建模，可以分析PWM整流器的欠驱动和非最小相位特性，这些都是影响其性能的关键因素。为了减少污染，研究人员提出了PWM整流器的高功率因数控制策略，如PID控制和滑模变结构控制，这些方法旨在改善功率因数并抑制谐波。 谐波和无功功率已成为电力系统电能质量的主要威胁，需要采取有效措施进行治理。整流器作为多数电力电子装置的前端，是谐波治理的重要环节。解决这个问题对于确保电力系统的稳定运行，避免设备损坏，保障生产效率，以及减少经济损失至关重要。因此，对PWM整流器的深入研究和高效控制技术的开发，对于改善电网污染问题具有深远的理论和实践意义。