作者：王新刚, 顾臻
作者单位：国网上海市电力公司电力科学研究院, 上海 200437
关键词：电压源型PWM整流器;非线性L2增益控制;稳定控制;功率量测;干扰抑制
摘要：
为降低模型参数分散和外部干扰对PWM整流器稳定控制的影响，解决非仿射结构带来的控制困难的问题，提出基于功率量测与扩展虚拟控制函数相结合的电压源型PWM整流器非线性L2增益控制方法。仿真结果表明：当输入电压幅值变化为1.5倍时，采用该控制方法后，可将传统的比例积分控制实现的整流输出电压稳定时间由0.15 s减小为0.10 s，并且交流输入交轴电流的谐波含量由原来的2 A减小至0.2 A之内。物理测试结果进一步验证所提方法的正确性，对于提高PWM整流器动态稳定控制能力具有一定参考意义。
Nonlinear L2-gain control of three-phase voltage source PWM rectifier
WANG Xin'gang, GU Zhen
Electric Power Research Institute, State Grid Shanghai Electric Power Company, Shanghai 200437, China
Abstract: In order to reduce the influence of distributed parameters and external interference of the model on the stable control of the PWM rectifier, and to solve the control problem brought by non-affine structure, a new nonlinear L2-gain control method combining the power measurement and extended virtual control variable is proposed for voltage source PWM rectifier. The results show that rectifier output voltage stabilization time achieved by traditional proportional-integral control method can be decreased from 0.15 s to 0.10 s after adopting new control method when the change of input voltage amplitude is 1.5 times, and the amplitude of the quadrature axis harmonic current can be decreased from 2 A to 0.2 A. The physical test results further verify the validity of proposed method, which is of a certain reference meaning for improving the dynamic stable control ability of PWM rectifier.
Keywords: voltage source PWM rectifier;nonlinear L2-gain control;stability control;power measurement;interference suppression
2018, 44(5): 113-117,136 收稿日期: 2017-05-29;收到修改稿日期: 2017-07-18
基金项目: 国家自然科学基金（51477154，50907061）；国家杰出青年科学基金（51225701）；河北省自然科学基金（E2017506007）；国网上海市电力公司科技项目（52094017001N）
作者简介: 王新刚(1982-),男,江苏昆山市人,高级工程师,硕士,研究方向为电能计量及测试。
参考文献
[1] 尹璐,赵争鸣,张凯,等. 一种考虑系统非理想特性的三相电压型PWM整流器控制参数设计方法[J]. 电工技术学报, 2015,30(23):10-17.
[2] 高春甫,陆爽,贺新升,等. 太阳能光伏发电最大功率点跟踪控制器设计[J]. 中国测试,2014,40(2):70-73.
[3] 程启明,黄伟,程尹曼,等. 双级矩阵变换器驱动永磁同步电机的混合非线性控制系统[J]. 电工技术学报,2017,32(4):101-111.
[4] 杨俊伟,史旺旺. 交流电流直接控制的单相PWM整流器非线性控制策略[J]. 电力系统保护与控制,2015,43(2):114-118.
[5] 宋平岗,朱维昌,戈旺. 基于微分平坦理论的单相PWM整流器直接功率控制[J]. 电力系统保护与控制,2017,45(5):38-44.
[6] 杜运超,邵天章,谷志锋. 三相电压型PWM整流器最优H∞鲁棒控制研究[J]. 电气传动,2015,45(11):41-45.
[7] 张辉,谭国俊,钱苗旺,等. 基于H∞控制与最优跟踪控制相结合的三相PWM整流器控制策略[J]. 电工技术学报,2012,27(12):102-108.
[8] 陆翔,谢运祥,杜存兵,等. 基于多滑模变结构控制的三相PWM整流器非线性控制[J]. 电工技术学报,2016,31(4):79-87.
[9] DIAO L, WANG D, PENG Z H, et al. Neural dynamic surface control for three-rhase PWM voltage source rectifier[C]//Proceedings of the 12th International Symposium on Advances in Neural Networks,2015:28-35.
[10] 王久和,慕小斌. 电网不平衡时电压型PWM整流器混合无源控制[J]. 电工技术学报,2015,30(8):159-166.
[11] 姜卫东,李王敏,佘阳阳,等. 直流电容储能反馈和负载功率前馈的PWM整流器控制策略[J]. 电工技术学报,2015, 30(8):151-158.
[12] 叶宏志,姜燕,黄守道,等. 电压型PWM整流器无差拍预测直接功率控制[J]. 电工技术学报,2015,30(4):121-128.
[13] 郭源博,周鑫,张晓华,等. 三相电压型脉宽调制整流器的自抗扰控制[J]. 电力系统自动化,2011,35(16):87-93.
[14] 谷志锋,朱长青,邵天章. 分布式多输入系统的自律鲁棒自适应分散控制[J]. 控制与决策,2014,29(9):1545-1552.
[15] 王久和. 电压型PWM整流器的非线性控制[M]. 北京:机械工业出版社,2015:31-32.
