PDF《电流控制策略》

总第

73 期电源学报收稿日期:2017鄄05鄄31;

修回日期:2017鄄08鄄30 近年来, 大量交鄄直鄄交型电动车组在我国高速 铁路运营中投入应用.

由于其牵引传动系统中诸如 牵引变流器等设备含有大量功率开关器件,故在实 际运行时将引起一定的高次谐波电流,并注入牵引 供电网,从而影响公共电网的电能质量. 为此应采 取相应的技术手段对牵引变流器网侧谐波进行抑 制,以减少甚至避免谐波带来的影响. 目前,现场应 用较多的方法是在牵引变流器网侧安装 LC 型或 C 型滤波器[1] ,该方法结构简单、维护方便且成本低 廉,但却存在无法补偿任意频率谐波以及某些特定 频率易与系统产生谐振等不足. 而有源滤波器 APF (active power filter)凭借其优越和稳定的补偿性能 在电力系统谐波治理中得到广泛的应用,近年来也 逐步被尝试应用于牵引网的谐波抑制和补偿中[2] . 作为 APF 的核心部分, 电流跟踪控制环节采用何 种方法将直接影响谐波抑制的效果,因此对电流控 制策略进行深入研究显得尤为必要. DOI:10.13234/j.issn.2095-2805.2017.5.116 中图分类号:TM464 文献标志码:A 基于滑模控制的牵引变流器网侧有源滤波器 电流控制策略 朱琴跃,刘涛,李冠华,吴优,谭喜堂 (同济大学电子与信息工程学院,上海 201804) 摘要:针对有源滤波器电流跟踪控制模块中现在控制方法灵活性较差、控制精度较低的不足,基于滑模变 结构原理,对应用于牵引变流器网侧有源滤波器中的电流跟踪控制策略进行了研究. 首先根据滑模控制原理从 滑模切换面函数及控制函数两方面对控制策略进行了设计;

在此基础上根据可达性条件从限制抖振幅度的角 度对控制函数进行了优化;

最后针对动车组不同运行工况,对所提控制策略在网侧有源滤波器中的控制效果进 行了仿真验证. 仿真结果表明,所提电流控制策略具有较好的网侧谐波补偿和抑制效果以及较高的电流跟踪控 制精度,达到了预期的目标. 关键词:牵引变流器;

有源滤波器;

滑模控制;

电流跟踪控制;

谐波抑制 Current Control Strategy of Active Power Filter on Network Side of Traction Converter Based on Sliding Mode Control ZHU Qinyue, LIU Tao, LI Guanhua, WU You, TAN Xitang (College of Electronics and Information Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China) Abstract: Aiming at the shortcomings of poor flexibility and low control precision of the current control method in current control module of active power filter, the current tracking control strategy applied to active power filter of traction converter is designed based on the sliding mode control principle. Firstly, the control strategy including sliding mode switching surface function and control function is designed according to the sliding mode control principle. Based on the reachability condition, the control function is optimized from the point of the limitation of buffeting amplitude. Finally, the control effect of the proposed control strategy of active power filter on the network side is simulated and verified facing different operating conditions. The simulation results show that the proposed current control strategy has better harmonic compensation and suppression effect and higher current tracking control precision, and achieves the expected target. Keywords: traction converter;

active power filter;

sliding mode control;

current tracking control;