پايدارسازي مجانبي سرتاسري مبدل چند سطحي چند بخشي متصل به شبكه به روش تابع لياپانوف

Global asymptotic stabilization of a grid-connected modular multilevel converter via Lyapunov function

اين مقاله به ارائه يك روش كنترل جديد بر مبناي پايدارسازي به روش تابع لياپانوف براي كنترل همزمان جريان‌هاي شبكه، جريان‌هاي گردشي و ولتاژ ماژول‌هاي مبدل چندسطحي چندبخشي مي‌‌پردازد. برخلاف روش‌هاي موجود كه از ساختارهاي تودرتو و چندحلقه‌اي كنترلي استفاده مي كنند روش پيشنهادي داراي ساختار تك‌حلقه‌اي بوده و پايداري مجانبي سرتاسري سيستم حلقه‌بسته را تضمين مي‌نمايد. در اين راستا ابتدا معادلات ديناميكي مبدل و شبكه با استفاده از روش متوسط گيري استخراج گرديده و سپس مختصات نقطه كار در حالت كار ماندگار با استفاده از اين معادلات بدست مي آيد. در ادامه با استفاده از مختصات نقطه كار بدست آمده و معادلات ديناميكي سيستم اصلي، معادلات مربوط به ديناميك خطا محاسبه مي‌گردد. در نهايت اين معادلات به همراه تابع لياپانوف كه بر اساس سيگنال هاي خطا تعريف شده است براي محاسبه تحليلي ورودي هاي كنترلي استفاده مي‌شوند. نتايج شبيه سازي، كارآمدي روش كنترل پيشنهادي را تاييد مي كند.

This paper presents a new control method based on Lyapunov function approach for simultaneous control of grid currents, circulating currents and modules voltages of a modular multilevel converter. Unlike existing methods that use nested and multi-loop control structures, the proposed method has a single-loop structure and ensures the global asymptotic stability of the closed-loop system. In this regard, first, the dynamic equations of the converter and the grid are extracted using the averaging technique, and then the coordinates of the steady-state operating point are calculated. Next, using the obtained operating point coordinates and the dynamic equations of the main system, the error dynamics are computed. Finally, these equations and the Lyapunov function, based on the error signals, are used for the analytic calculation of the control inputs. The simulation results confirm the efficiency of the proposed control method.