一种任意次谐波电流检测算法的仿真研究

提出了一种适用于三相三线制不平衡系统的任意次谐波电流检测方法。该方法基于d-q旋转坐标变换,采用不同的旋转角速度旋转,以检测出不同次谐波电流的正负序分量。把所得的正负序分量相加便可得到所要检测的谐波分量。经过理论分析和仿真验证说明了该方法的正确性。     

光伏并网逆变器负序分量补偿法控制策略

为了抑制电网不平衡时三相光伏并网逆变器侧并网电流所产生的畸变,提出了一种基于d-q坐标系下的负序分量补偿法,用于抑制逆变器侧并网电流的不平衡。分析了电网不平衡情况下的数学模型,证明了A相电压故障前后d-q坐标系下正负序电压分量的关系。采用基于二阶广义积分的带通滤波器获取α-β坐标系下的正负序电压,进行负序电压补偿,形成新d-q坐标系下的电压分量。此控制方法可以抑制电流谐波,消除并网电流畸变,使电网不平衡期间并网电流不超过其额定值,避免因电流过大而使光伏系统从电网断开的故障发生。通过仿真和实验验证了该控制算法的正确性和有效性。     

两种基波正序分量检测方法的分析与比较

分析了应用于同步坐标系锁相环的两种静止坐标系下的基波正序分量检测方法,即选频带通滤波器和基于双二阶广义积分器的正序计算器。从新的角度对选频带通滤波器的原理进行推导,揭示了这种方法与低通滤波环节采用一阶低通滤波器的d-q法的等价性。比较了选频带通滤波器和正序计算器在不同电网条件下的性能。理论分析和仿真结果表明,在相同的系统参数条件下,选频带通滤波器和正序计算器除了对基波负序分量的衰减作用差异较大外,两者的性能非常接近。     

无锁相环d-q谐波电流检测法的实现

电力有源滤波器是补偿电力系统中谐波及无功功率的重要装置，其关键环节是实时准确的检测出谐波电流。基于d-q坐标变换的谐波电流检测方法不受电压影响，并能应用于负荷电流不对称的情况。文中介绍了d-q坐标变换的谐波电流检测的基本原理，在此基础上提出了一种无锁相环的实现方法。分析指出，d-q变换过程中的频率偏差对检测结果不构成影响。该方法用PSCAD／EMTDC软件进行了仿真，并应用于电力有源滤波器样机。实验结果表明，该检测方法是准确可行的。     

基于模型预测控制的SAPF控制策略研究

模型预测控制(model predictive control,MPC)是一种应用于变流器控制领域的新型控制算法。传统的基于PI调节器的指令次谐波补偿方法,控制结构复杂,执行过程繁琐。文中将MPC用于并联型有源滤波器(shunt active power filter,SAPF)谐波电流指令的跟踪控制,该策略可以在三相静止坐标系下直接执行,省略了锁相环和旋转坐标变换,可实现各次谐波的统一控制,控制结构简单。此外,还提出基于谐振型带通滤波器的谐波检测方法,该方法可检测任意次谐波电流,提高了谐波补偿的灵活性。仿真和物理实验结果验证了所提策略能够取得良好的谐波补偿效果。     

有源电力滤波器的谐波检测研究

目前电网的谐波污染越来越严重,有源电力滤波器由于能实时抑制谐波,所以得到外界广泛关注。谐波电流检测的好坏对有源电力滤波器的性能有很大的影响,所以,本文就目前的几种谐波检测方法:基于傅里叶变换、基于瞬时无功功率理论、基于同步参考坐标系原理、基于频域分析的模拟带通或者带阻、基于采样保持原理、基于Fryze时域分析、基于小波变换、基于Prony/Kalman估计、基于神经网络的谐波检测法/自适应滤波理论谐波检测法进行了概括和比较分析。     

一种无滤波器的单相谐波检测方法

针对单相有源电力滤波器（APF）谐波及无功电流检测的问题,提出一种无滤波器的单相谐波检测方法。将各次谐波电流分别分解为正、负序分量的叠加,再通过两相静止坐标系下的旋转叠加以滤出基波电流。无需传统检测方法的数字低通滤波器（LPF）,检测精度、实时性高,并可以应对电网电压畸变等问题。最后仿真验证了检测方法的有效性。     

有源电力滤波器任意指定次谐波电流检测和控制策略

基于瞬时无功功率理论,提出了一种利用d-q坐标变换对系统中任意指定次谐波进行精确检测的方法。该方法应用于三相电路中,不受电压和负荷电流不对称情况的影响而得出任意次谐波电流补偿指令。进一步利用基于电压空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)理论的APF补偿电流控制策略验证该检测方法的正确性。在数字信号处理器(DSP)上低通滤波器予以实现,分析了DSP的延时影响并给出了解决方法。理论分析、仿真结果表明所提出的计算和控制方法的有效性,从而为DSP控制有源滤波器的实际应用提供了一定的借鉴意义。     

有源电力滤波器比例复数积分电流控制策略设计

为了有效提高有源电力滤波器的补偿能力,提出了一种dq旋转坐标系下基于比例复数积分控制器的有源电力滤波器控制系统。针对三相不控整流电路产生的含量较高的正序7次谐波分量及负序5次谐波分量,在dq坐标系下正负分量变成6次谐波分量的特性,利用比例复数积分控制可实现正弦波信号的零稳态误差跟踪,并在传统PI控制的基础上并联比例复数积分控制,从而提出一种比例复数积分电流控制算法,并给出了控制器的详细设计方法。与传统PI控制和比例谐振控制相比较,仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

三相有源电力滤波器错序校正策略

当并联有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)接入电网时相序错接,将导致锁相环无法正确锁相,不能正常进行谐波抑制与无功补偿。为了解决这一问题,文章分析了网侧电压相序对SAPF的影响,推导出同步旋转坐标系下的电压d轴与q轴分量,提出了利用同步旋转坐标变换与滑窗平均滤波器由软件实现的相序检测方法。同时针对相序检测方案的性能进行了研究,得出滑窗滤波器窗口长度与相序判断阈值间的关系及判断SAPF网侧电压相序的判断原理。在获得了电网相序的基础上,设计了三相SAPF错序校正策略,使得SAPF在正序与负序电压下都能够正常抑制谐波,最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

三相高功率因数电压型PWM整流器控制策略

研究了三相高功率因数电压型脉宽调制(PWM)整流器的控制策略,提出了建立三相电压型PWM整流器主功率电路小信号模型的方法,设计了电压控制器。详细地分析了三相电压型PWM整流器的高频数学模型,介绍了两相静止坐标系下和两相旋转坐标系下实现高功率因数的控制方法。在旋转坐标下,输入电压、电流是直流量,电流调节器采用PI调节器可实现输入电流无静差地跟踪给定电流,从而实现网侧的单位功率因数。根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了电压开环的小信号模型,进而设计了电压外环调节器。实验结果表明,文中控制参数确定方法是正确的,提出的控制策略可以进行三相PWM整流器的工程化设计。     

Modeling and Design of Controlled Current Induction Motor Drive Systems

A dynamic model for current-controlled induction motor drives is developed, and a transfer function approach to the transient response investigation is formulated by means of d-q variables in the synchronously rotating reference frame. A sample control strategy is discussed, and transfer functions for various combinations of input and output variables are presented. It is shown that both dynamic and static instabilities exist for open-loop operation, but a well-damped closed-loop response is possible if slip frequency and current magnitude control are imposed. A comparison between the analytical transfer function transient performance predictions, the transient respontse predicted by the hybrid computer simulation, and actual laboratory tests is made using frequency response techniques. Bode plots are used to correlate' the results between laboratory and analytical techniques. Hybrid computer and laboratory results are presented to show typical steady-state characteristics and waveforms.     

三相电压型PWM整流器状态反馈精确线性化解耦控制研究

该文基于微分几何理论，在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上，提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略，实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明，状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相电压型PWM整流器控制解耦，完成其功率因数校正及整流器输出特性控制的功能。文中给出了完整的理论分析及实验研究结果。     

电流定向旋转坐标下的统一潮流控制器串联侧变流器解耦控制策略研究

本文分析常规电压定向旋转坐标系下UPFC系统串联侧变流器交叉解耦控制方法的有功、无功控制环路耦合,针对该问题提出基于线路电流定向旋转坐标系下的交叉解耦控制策略,并采用双二阶广义积分开环相位测量方法加快电流相位测量速度。对比仿真结果表明,本文方法有效减弱UPFC系统有功、无功控制环路之间的耦合,提高潮流控制速度。     

UPFC的交叉耦合控制及潮流调控性能分析

本文研究了UPFC控制传输线路潮流能力，通过对系统功率平衡以及UPFC的潮流控制特性分析，在三维空间中绘出了UPFC各部分的功率运行曲面，为有效选取UPFC各部分的功率容量和判断潮流控制方案的可行性提供了一个直观的手段，说明了在UPFC中采用交叉耦合控制的可行性。利用串联变换器注入传输线路电压的d轴分量控制传输线路上的无功潮流，而用q轴分量来控制传输线路上的有功潮流。控制系统设计中利用频率特性法得到了功率环PI调节器的参数。最后实验结果表明采用文中所述的控制策略能够使得UPFC有良好的潮流调节性能。     

基于小型风力系统的单相电压型逆变器控制研究

提出了一种基于小型风力发电系统的单相电压型并网逆变器d-q控制算法。该方法将常应用于三相逆变器中的d-q算法应用于单相电压型并网逆变器。一般来说,应用d-q算法至少需要独立的两相。该文依据正交虚拟电路的概念建立逆变器的第二相,获得独立且正交的两相。理论上,逆变器的输出电压可以达到无穷大的开环增益,从而消除了逆变器在输出电流基波频率时的稳态误差。该文在Matlab-Smulink中对该系统的控制器进行了设计,并取得了较好的稳态及动态性能。     

基于故障电流解析表达的FCL协助DFIG低电压穿越研究

双馈感应电机(DFIG)与公共耦合点(PCC)间投入故障电流限制器(FCL)实现低电压穿越(LVRT)时,定子电压受FCL阻抗与网侧变流器(GSC)电流影响,无法设定定子电压,需要对DFIG与FCL整体建模以分析故障电流。基于恒定电流控制策略推导转子侧变流器(RSC)与GSC电流,提出DFIG故障电流的解析表达式。考虑到电压定向下定子相角振荡会导致dq轴恒定电流在xy轴下变化,不利于定子电流稳定,采用dq轴与xy轴相重合的定向方案。对比不同的RSC与GSC电流参考值、FCL阻抗值与切出时间下DFIG LVRT过程中的电磁转矩振荡,选择LVRT性能较好的一组控制参数。仿真结果表明,FCL阻抗取值受RSC与GSC电流参考值影响,且FCL阻抗越大,所取切出时间越短。     

一种用于电力线载波通信的椭圆滤波器设计

针对电力线通信中LC无源滤波器体积大、元件参数不易确定等问题,阐述了利用GIC设计椭圆低通和高通滤波器的方法。利用Filter Solutions软件设计归一化椭圆低通滤波器,用GIC代替D元件或电感,经过频率变换和阻抗变换,得到实际的低通或高通滤波器。经过仿真,滤波器达到设计指标。该设计方法在某电力线载波通信门禁系统得到应用,使112～114 kHz的载波信号被完整提取,保证了系统的完整性能。