孙玉巍 刘教民 李永刚 付 超 杨喆明

(新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 保定 071003)



单相级联H桥整流电路非线性控制策略

孙玉巍 刘教民 李永刚 付 超 杨喆明

(新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 保定 071003)

针对电力电子牵引变压器输入级单相级联H桥(CHB)整流电路的非线性及扰动工况，提出一种基于静止坐标系的非线性优化控制策略。根据系统仿射非线性模型及微分几何理论，提出基于部分反馈线性化的零动态设计方案，对其线性部分采用二次型最优方法以确定反馈增益，并引入谐振环节以实现零相差跟踪；对于零动态则采用基于扩张状态观测器的自抗扰控制策略，以提高系统在负载大范围扰动时的控制品质。实验结果表明，该控制策略能提高CHB系统在电网电压及负载扰动时的动态响应速度，保证网侧电流及直流电压快速稳定调节，同时使网侧在单位功率因数下运行，各模块直流电压均衡。

单相级联H桥 静止坐标 状态反馈 零动态 自抗扰控制

0 引言

基于电力电子及中高频大功率变压器技术的电力电子牵引变压器(Power Electronic Traction Transformer，PETT)能够实现轻量化、高功率密度、低谐波及能量交互，已成为国内外研究的热点[1-3]，而作为其输入级的单相级联H桥(Cascade H-Bridge，CHB)整流器则是PETT能够实现上述目标的关键。一方面，为获得“净化”的电力电子接口，需要对并网电流进行精确控制，实现网侧低谐波、单位功率因数运行；另一方面，由于PETT运行工况复杂，电网电压和负载扰动剧烈，要求系统具有较强的抗扰能力。……