电网不平衡工况下三电平直接矩阵变换器反步滑模控制策略

作者：程启明; 张昕^*; 赖宇生; 李剑辉; 沈章平; 陈颖

来源：电力系统保护与控制, 2023, 51(08): 73-85.

DOI：10.19783/j.cnki.pspc.220978

• 三电平直接矩阵变换器
• 电网不平衡
• 反步滑模控制
• 输入功率
• 空间矢量调制

三电平直接矩阵变换器(three-level direct matrix converter, TLDMC)因具有高功率密度、高效率、共模电压较小等特点，在电机驱动、分布式发电、可再生能源等领域受到广泛关注。但在电网电压不平衡工况下，TLDMC输入侧的电流畸变会影响功率因数和输出侧的电能质量，降低系统的可靠性。现有的TLDMC输入闭环控制策略不能兼顾高动态响应和强鲁棒性的要求。为此，提出适用于平衡和不平衡电网电压，且无需正负序分离的TLDMC反步滑模控制策略(back-stepping sliding-mode control, BS-SMC)。采用动态调制系数抑制不平衡工况下的有功功率2倍频波动，再通过消除Lyapunov导函数中的非线性项并引入滑模面作为虚拟误差来控制输入无功。经过理论和实验分析比较，结果表明所提方法相较于传统控制策略，响应速度和电能质量均得到提高。所提方法为矩阵变换器的输入控制策略提供了一种参考。

• 单位
  上海电力大学