电网不平衡下模块化多电平整流器控制策略

为解决目前电网不平衡下模块化多电平整流器存在负序电流以及电压二次谐波影响系统稳定性的问题,在传统单一正序电流内环控制方法存在有功功率扰动大、整流器直流侧电压存在二次谐波问题的基础上,提出了一种基于信号延时法和双电流内环控制结合的控制策略。该策略以电流指令算法为基础,对电流的正、负序分量进行分离并计算,采用PI调节器,实现对正、负序电流的无静差控制,也可以有效降低有功功率p(ωt)的扰动,有效抑制整流器直流侧电压的二次谐波。仿真实验结果表明,该控制策略具有较好的抑制效果。     

电网不平衡下基于SOGI的MMC环流抑制策略

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的设计和分析通常是在电网平衡下进行,但在实际运行中交流电网是不平衡。电网不平衡将导致MMC桥臂环流的直流分量不再相等,含有2倍频的正序、负序和零序分量,使系统损耗增加,影响系统性能。首先,本文根据MMC的数学模型和相单元的瞬时功率分析环流的产生机理,得到电网不平衡时环流各分量的等效电路。然后,提出一种电网不平衡下基于二阶广义积分器（second order generalized integrator,SOGI）的环流抑制策略,该策略将三相环流中2次谐波分量与不相等的直流分量分离后单独抑制,采用比例积分（proportional integral,PI）控制经SOGI提取桥臂环流的正序、负序2倍频分量,采用准比例谐振（proportional resonant,PR）控制环流的零序2倍频分量。最后,在PSCAD/EMTDC平台中搭建217电平的MMC系统模型,将本文所提环流抑制策略与传统环流抑制策略、采用准比例谐振器控制环流抑制策略和采用比例积分谐振（proportional integral resonant,PIR）控制环流抑制策略进行仿真实验对比。实验结果表明：在单相非金属接地故障时,与其他3种环流抑制策略作对比,本文策略能将环流的2倍频分量抑制到0.000 6 kA,将谐波畸变率降低到0.03%,表明所提策略的优越性;同时在两相非金属接地故障时,本文策略能将环流的2倍频分量抑制到0.003 9 kA,谐波畸变率降低到0.22%。仿真实验结果验证了本文方法的有效性。     

电网电压不平衡条件下MMC控制策略的仿真比较研究

当电网电压不平衡时,交流侧的电流会出现不对称,有功功率和无功功率在模块化多电平变流器(MMC)外部出现二次波动,严重影响系统的稳定性和电源质量。因此,在电网电压不平衡条件下控制MMC是非常必要的。针对电网电压不平衡状态下的MMC交流侧三相电流不对称、有功功率二次脉动、无功功率二次脉动问题,对这3种控制目标下的参考电流分别进行了求解,并制定了传统PI控制、滑模控制、无源控制等控制策略。最后,在MATLAB/Simulink平台上仿真并比较3种控制策略的优缺点。     

柔性直流输电多电平换流器拓扑结构分析

随着电力电子器件的进一步发展促进了柔性直流输电的发展,传输容量进一步增加。柔性直流输电在输送距离较远时能够显现出较大的优势,由于这种调节具有快速而准确的特点,从而易于对整个系统的潮流进行有效控制。文章主要分析了应用于柔性直流输电技术的多电平换流器主要拓扑结构及其优缺点。模块化多电平换流器由于具有较强的直流侧故障穿越能力获得了广泛的应用。     

多电平换流器直流侧电容电压模糊控制技术

提出一种基于模糊理论的多电平脉宽调制换流器直流侧电容电压控制技术。通过控制直流侧与各个电容相应的开关器件开关动作的不同组合,使电窝间电压稳定均衡,并得到多电平阶梯波输出电压,大大降低了换流器的皮分量、纹波输出及对系统的冲击。最后给出了基于系统的数字仿真结果。     

柔性高压直流输电综述

介绍了基于电压源换流器的柔性高压直流输电技术.分析了其系统结构和基本工作原理、关键技术;总结了其技术特点,并对ABB公司几个典型的柔性直流输电工程作了介绍;最后展望了其发展前景.     

柔性高压直流输电综述

介绍了基于电压源换流器的柔性高压直流输电技术.分析了其系统结构和基本工作原理、关键技术;总结了其技术特点,并对ABB公司几个典型的柔性直流输电工程作了介绍;最后展望了其发展前景.     

模块化多电平换流器电容电压优化均衡法研究

在模块化多电平换流器的传统子模块电容电压排序均衡方法中,算法排序在子模块数目较多的情况下存在运算量大、开关动作频繁等缺陷。因此,为了减少子模块排序运算量,降低开关频率,该文提出了基于改进归并排序的 MMC电容电压均衡法。首先,对引入的归并排序算法均衡工作机理展开了简要叙述,在此基础上,针对算法单次排序比较次数高对算法进行优化处理,进而减少了单次排序运算过程中算法所需的比较次数;并立足于简化后的归并排序算法,引入子模块之间的最大电压偏差比例值,实现降低排序频率与开关损耗,从而形成了具有优越性能的改进归并排序均压控制方法。最后,运用 Matlab/Simulink仿真平台搭建了模块化多电平换流器的直流侧电容电压均压控制模型验证所提改进归并排序均压方法的可行性与有效性。     

模块化多电平直流变压器的傅里叶级数建模与控制器设计

研究模块化多电平直流变压器,其由两相模块化多电平桥臂、高频隔离变压器和并联全桥模块组成. 模块化多电平桥臂采用准方波调制,并联全桥模块采用方波调制,基于傅里叶级数分析单移相控制下的工作原理和功率特性. 采用傅里叶级数求和的方法建立模块化多电平直流变压器在单移相控制下的数学模型,求得单移相控制到输出电压的传递函数,在开环传递函数的基础上设计PI控制器,以达到控制输出电压的目的. 最后在MATLAB/Simulink中搭建模块化多电平直流变压器的仿真模型. 仿真结果表明,利用该数学模型设计的PI控制器可使直流变压器输出电压稳定.     

交流不对称工况下MMC环流抑制与电容电压均衡协调控制策略

交流电网不对称工况下,模块化多电平换流器传统环流抑制及电容电压均衡控制策略虽将2倍频环流有效抑制、桥臂内部子模块能量得到平衡,但由于三相桥臂电压仍不对称,换流器损耗问题未明显改善.针对该问题,文中提出了一种环流抑制与电容电压均衡协调控制策略,考虑相间及同相上、下桥臂间能量转移问题,在传统2倍频环流抑制基础上增加直流环流...     

PR+虚拟阻抗复合控制的MMC环流抑制策略

为抑制模块化多电平换流器(MMC)内部的环流,提出了一种准比例谐振(PR)控制结合虚拟阻抗的复合环流控制方法。首先分析了MMC的拓扑结构以及内部环流产生的原因;其次设计了PR控制器,对桥臂环流二倍频谐波进行抑制,设计了虚拟阻抗实现对环流高次谐波的抑制;最后在MATLAB/Simulink平台上搭建了五电平MMC逆变电路模型。仿真结果表明,所提出的环流抑制策略能有效减小环流的交流波动幅值。     

基于扩张状态观测器的并网MMC无源滑模控制方法

提出了一种基于扩张状态观测器的无源滑模控制（ESOPBSMC）方法,用于提升网侧故障等扰动条件下并网模块化多电平换流器（MMC）的控制性能。该方法从能量角度注入无源阻尼和引入滑模以确保系统渐近稳定,并加速系统收敛,然后通过扩张状态观测器（ESO）观测并补偿各扰动项,以增强系统对干扰的主动抑制能力。仿真结果表明,相较于传统PI控制和PBSMC方法,所提方法具有更快的电流跟踪速度、更强的鲁棒性和更好的环流抑制效果。     

A Novel Control Strategy of PWM Rectifier with LCL Filter Under Unbalanced Grid Condition

The paper presents a successful design and good result of grid voltage feed-forward control strategy with no damping regulator of LCL filter applied in Three-phase Pulse Width Modulation（PWM） rectifier under unbalance grid condition for renewable energy processing. It is demonstrated that the closed-loop current control is decoupled with the grid voltage feed-forward control, and good waveform of grid current with low order harmonics is obtained under unbalance grid condition. This novel strategy is simple and reliable, applied with PI regulator but no resonant controller in α,β two-phase stationary frame. Moreover, the results of experiment and simulation are also illustrated to validate the novel strategy well applied in the closed-loop current control system under unbalanced grid condition.     

无刷直流电机的FPGA控制系统设计及仿真

为简化外围硬件电路、提高无刷直流电机在高温高湿等特殊领域下控制的稳定性和抗干扰性,设计了一种基于现场可编程门阵列的无刷直流电机实时控制系统.根据无刷直流电机的原理特性,采用速度与电流双闭环调速方式和PWM-ON调制方法.设计了现场可编程门阵列外围硬件电路和电机驱动电路,采用Verilog HDL语言设计了现场可编程门阵列内部各个逻辑功能模块.仿真和实验结果表明:电机转速在负载情况下能快速稳定在设定值3 000r/min,该控制系统性能稳定,调速性能良好.     

基于直流侧能量的星接级联STATCOM零序电压注入控制方法

设计了一个应用于工业和配电网的级联STATCOM,采用相移载波脉冲宽度调制.提出了一种基于直流侧能量的新型星接级H桥STATCOM零序电压注入的控制策略,提出的方法利用对零序电压与补偿电流的相互作用,使有功功率在三相之间建立起一种交换机制,将不平衡量导致的直流侧的影响在三相之间平均起来,避免了补偿器的负序过流,在保证跟踪补偿电流的同时保持阀组之间直流侧电压平衡;最后通过仿真和实验结果验证了该方法的准确性与快速性,证明该方法可提高级联H桥拓扑结构不对称补偿的响应速度与精确度,解决了该拓扑结构在系统电压不对称或负载不平衡情况下的控制.通过仿真和实验验证了提出的方法的有效性和可靠性.     

基于Lyapunov函数的T型三电平逆变器的控制策略

针对传统的双PI控制存在电流谐波高、系统稳定性差以及响应速度慢的不足,提出了一种基于Lyapunov函数的T型并网逆变器的控制策略。在分析T型逆变器数学模型的基础上,设计了电压-电流双闭环控制回路。从稳定性角度出发,针对电流内环提出了基于Lyapunov函数的非线性控制策略,以实现谐波参考电流的快速跟踪;外环采用传统的PI控制,以实现对直流侧电容电压的跟踪;同时,将电压外环输出的d轴期望电流作为电流内环的变量输入,以提高双环的抗扰动性。最后,将提出的新型双环控制策略与传统的双PI控制策略进行了仿真比较,验证了所提策略在补偿谐波方面的优越性。     

动车组牵引传动系统瞬态电流控制策略对电网冲击的影响研究

本文针对动车组牵引传动系统对电网冲击的影响,分析了牵引传动系统的结构,基于SPWM和瞬态电流控制的单相三电平脉冲整流器结构和控制策略,建立了CRH2牵引传动系统仿真模型,研究了牵引工况和再生制动工况. CRH2牵引传动系统对电网冲击的影响主要有:220 kV网侧电压电流波形和谐波,27.5 kV网侧电压电流波形和谐波,1.5 kV网侧电压电流波形,220 kV网侧功率因数,以及牵引传动系统脉冲整流器不同PI参数. 结果表明,CRH2运行在再生制动工况时,220 kV网侧功率因数接近-1,网侧电流谐波较大,且牵引传动系统脉冲整流器不同PI参数对电网冲击的影响较大. 因此确定合适的脉冲整流器PI参数有助于减小系统对电网冲击的影响,实现电网高频噪声污染治理和动车组安全运行设计.     

一种Buck变换器的电压控制策略研究

Buck 变换器是一种结构比较简单,应用十分广泛的 DC/DC 降压变换器。由 Buck 电路的平均线性化模型,得到其电压控制下的动态小扰动模型,给出了应用 PI 控制器实现其精确控制的方法。仿真实验结果表明在系统参数和负载都发生较大幅度变化时依然能获得 Buck 电路良好的输出,系统具有很强的鲁棒性