抑制电网不平衡下三相VSR直流侧谐波的PI与PR混合控制策略

该文对网侧瞬时功率和指令电流进行分析,提出一种抑制电网不平衡下三相电压源整流(voltage source rectifier,VSR)直流侧谐波的控制策略。瞬时功率中考虑网侧滤波损耗,对指令电流正序分量采用PI控制,负序分量采用PR控制,正、负序分量均实现无静差跟踪控制,且负序无需解耦。最后基于Matlab/Simulink仿真平台在电网电压不平衡情况下对三相VSR进行仿真分析,仿真结果验证了采用PI与PR混合控制策略能有效抑制直流侧电压2次波动,同时可以实现交流侧的不同功率因数控制。     

级联H桥STATCOM抑制电网电压不平衡控制策略研究*

针对不平衡负载引起的电网三相不平衡问题,提出利用STATCOM输出负序电流的方式来保证交流侧PCC处电网的平衡。该方案主要采用了直流侧电压均衡控制、三相级联H桥调制部分、电压和电流双闭环、正负序提取算法、负序电流前馈等控制算法。仿真和试验表明,该方法可在保证直流侧电压稳定的基础上,有效解决由负载不平衡引起的电网不平衡问题。     

电网电压不平衡下交直流混合微电网互联接口变换器分数阶滑模控制策略

针对并网型交直流混合微电网交流侧电压不平衡时会产生交流电流负序分量导致直流母线电压二倍频脉动的问题,提出了一种直流侧母线电压分数阶滑模控制以及交流侧负序电流抑制方法。首先,基于同步旋转坐标系下电网电压不平衡时交直流混合微电网互联接口变换器的数学模型,设计电压外环变结构滑模控制器。然后,根据电压不平衡时互联接口变换器的功率传输特性,提取交流侧三相电压的正序分量,得到交流侧负序电流抑制指令。接着,采用分数阶滑模趋近律设计内环电流解耦控制器,并利用李雅普诺夫函数进行稳定性校验。最后,基于Matlab/Simulink搭建的交直流混合微电网模型,验证了所提控制策略相较传统PI控制不仅抑制了三相电流的不平衡,而且将响应速度提升了近50%。     

电网电压不平衡下直接功率矢量控制

基于三电平PWM整流器的数学模型,结合瞬时功率理论得到了三电平PWM整流器的功率数学模型。通过对电网电压不平衡时整流器进行分析得到了功率表达式。根据功率数学模型提出了用于电网电压不平衡抑制交流侧三相电流负序分量的DPC-SVM控制策略。仿真和实验结果表明,此处提出的控制策略能有效抑制交流侧负序电流。     

不平衡电网下VSR网压自传感神经网络控制

在不平衡电网条件下,为实现电压源型PWM整流器(voltage source PWM rectifier,VSR)的网压自传感控制,通过延迟法来实现不平衡电网条件下的网侧电流正、负序分量提取,实现了网侧电流正弦化;用虚拟磁链重构网侧电压,实现了不平衡电网下三相VSR网侧电压的自传感检测;针对传统PI控制动态响应慢、纹波大等缺点,采用神经网络控制器替代电压外环和电流内环中的传统PI控制器,设计了基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络自适应调整PI参数的控制系统结构。系统仿真结果表明,系统具有动态响应快、低纹波等优点。     

基于预测控制的PWM整流器控制策略研究

脉宽调制(PWM)整流器控制策略常以电网电压平衡环境为基础。在此着重研究电网不平衡状态时三相PWM电压型整流器(VSR)特性及其控制策略,提出电网电压不平衡环境下预测电流控制算法,在一个PWM开关周期内,利用己知电流状态,预测下一个采样时刻达到预期电流所需的控制电压值。该方法因无需进行网侧电流正、负序分量计算,从而减少内环电流调节器数目,简化了控制算法,提高了系统计算速度。其暂态过渡过程仿真和基于RT-LAB半实物实时实验结果表明,该控制方法无论电网电压是否平衡,系统均具有动态响应快、功率因数高、输出电压稳定性好的特性,能显著抑制网侧电网不平衡对PWM整流器性能的影响。     

无功和三相负荷不平衡的序分量法补偿控制

将静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)并入电网来补偿无功功率和配电网三相负荷不平衡。通过对称分量法和叠加原理,对配电网三相负荷不平衡情况下正序、负序等效电路进行分析,提出一种新的正、负序补偿电流叠加补偿控制方法。正序控制环采用δ-θ控制,实现配电网无功功率补偿和保持STATCOM直流侧电压稳定;负序控制环采用φ-θ控制,实现STATCOM补偿三相负荷不平衡产生的负序电流,使电网侧三相负荷保持平衡。仿真和实验结果表明,该方法可以有效地补偿电网无功功率和三相负荷不平衡。     

级联型STATCOM不平衡故障穿越负序电流抑制

为了改善在电网不平衡故障穿越中,级联型H桥静止同步补偿器(CHB-STATCOM)输出电流对称度和谐波特性,首先建立了不平衡故障电网负序电压和STATCOM相直流侧电压的定量关系,揭示了分离直流侧电压可获得对应的交流负序电压分量机理,提出通过调节三相直流电压即可直接产生相应的交流负序电压分量,实现对输出负序电流抑制;其次,利用直流电压闭环调节进一步产生装置高调制比,以改善输出电流谐波特性,最后通过380 V/7 kVA级联型STATCOM动模原理样机验证了所提控制方法的正确性和有效性。     

电网不平衡条件下PWM整流器的并联控制方法

针对电网不平衡的情况下三相电压型PWM整流器易产生交流电流和直流电压谐波的问题,提出采用两组PWM整流器并联形式的解决方案. 一组作为主整流器,用以产生正序电流,另一组作为辅助整流器,用以产生负序电流,同时保证主、辅整流器输出到直流侧的瞬时功率之和不含交流分量.推导正、负序电流与电网正、负序电压及直流功率的关系,并设计出控制系统.建立基于Matlab的三相电压型PWM整流器的仿真平台对三相电压型PWM整流器在电网电压不平衡时不同负载工况的条件下进行充分仿真研究.仿真结果表明,本文所提出的方法能够将三相电压型PWM整流器的谐波抑制到电网平衡条件下的水平.     

负序电压前馈补偿的三相光伏逆变器不平衡单周控制策略

鉴于电网不对称故障时有发生,提出一种基于负序电压前馈补偿的三相光伏并网逆变器不平衡单周控制策略,并设计了三相PWM逆变器不平衡单周控制系统。该控制策略对并网电流反馈量进行电网负序电压前馈补偿,可实现脉宽调制逆变器恒功率控制,大大简化了控制器的参数整定,且无需计算并网电流正、负序分量。实验结果表明,该控制策略仅使用一个传统PI控制器即可从根本上抑制电网电压不平衡时逆变器直流侧电压2次谐波和并网电流畸变,同时获得了较理想的静态特性和动态特性。     

基于瞬时对称分量法的三相四线制D-STATCOM控制研究

配电网中三相负载不对称,会导致三相电流电压不对称。基于瞬时对称分量法对三相电压和电流量进行分解,提出了一种新的正序、负序和零序电流直接控制方法,应用于三相四线制配电网并联型D-STATCOM(配电网静止同步无功发生器)。正序电流控制使D-STATCOM发出电网中需要补偿的无功电流和谐波电流;负序、零序电流由abc坐标系转换到dq0同步旋转坐标系与期望值0做差进行控制,用以补偿三相负荷不平衡。仿真结果表明,所提出的控制方法可以使D-STATCOM有效补偿配电网三相负荷不平衡,提高配电网功率因数,同时消除非线性负荷引起的电流畸变。     

考虑电能质量优化的MMC-SST输入级控制策略

针对配电网中固态变压器（SST）网侧电压三相不平衡以及谐波污染时,电流负序分量激增影响网侧电流波形质量进而危及系统正常运行等问题,在SST输入级提出了一种可有效抑制电流负序分量的新型双序控制策略。文中首先介绍了模块化多电平变换器型固态变压器（MMC-SST）的运行原理及输入级数学模型,采用改进型二阶广义积分—正交信号发生器（SOGI-QSG）对网侧电压、电流等电气量进行正、负序分量的分离与提取,通过引入正交中间变量建立了比例复数积分（PCI）控制器的数学模型,并且在两相静止坐标系中的正、负序模型下提出了一种基于PCI的新型双序控制策略,对网侧电流的正、负序分量进行分序控制。最后,在MATLAB/SIMULINK中搭建了MMC-SST的仿真系统,并与传统的PI控制、改进的PI双序控制进行对比分析,结果验证了所提双序控制策略的可行性与优越性。     

基于对称分量滤过器的三相电压不平衡度检测

随着我国经济的蓬勃发展,电力网负荷急剧加大,特别是冲击、非线性负荷容量的不断增长,使得电网发生电压波形畸变、电压波动、闪变和三相不平衡等电能质量问题.电力系统运行时三相电路经常出现不平衡状态.由于三相严重不平衡会造成巨大的危害,而正常运行时允许有一定的轻度不平衡,因此对三相电力系统的不平衡度检测十分必要,它是管理者制定...     

电网电压不平衡下三相电压型变流器直流侧脉动电压的消除策略

在电力系统运行过程中,电压不平衡导致三相电压型变流器(VSC)直流侧产生二次脉动电压,映射到VSC输出端电压形成三次谐波和基波负序电压,影响输出电压品质,并有可能造成变流器过电流。对此,提出在电压环中加入带阻滤波器来滤除二次谐波电压的方法。但受电磁暂态过程影响,输出电压品质仍不理想,通过优化开关函数的办法,达到彻底消除三次谐波的效果。根据瞬时功率平衡原理,设计基波负序电压前馈控制,使电网负序电压全部降落在自耦变压器漏感和滤波器阻抗上,提高了变流器的运行性能。通过仿真试验验证了该方法的正确性。     

双馈风电机组PWM整流器控制方法的研究

基于双馈风力发电机组在运行的过程中,随工况的变化,功率变换器应具有能量双向流动、交-直-交变换效率高、直流环节电压稳定等要求出发,以三相PWM电压型(VSR)整流器为基础,分析了PWM整流器的基本原理,并建立了在三相静止坐标系下的变换器数学模型,应用电压矢量定向控制技术,并采用电压电流双闭环控制模式以及SVPWM调制方法构建了功率变换器系统,通过Sim Power Systems和Simulink仿真实验,确认了所采用的控制方法可行,对直流环节电压有较好的稳定作用,可实现机网侧能量双向变换控制以及具有单位功率因数等特点。     

配电网三相不平衡对线损增加率及电压偏移的影响

随着配网规模增大,用电负荷不断增多,三相负载不平衡现象严重影响了电网的稳定运行,不仅增加了配网损耗还降低了电能质量。文中推导出三相不平衡度与线路损耗增加率的关系公式,不仅考虑三相电流大小不对称,也结合实际情况分析了三相电流相位波动对损耗影响。全面分析了不平衡度-配变负载率-电压偏移三者的关系,提出了基于不平衡度指标下的电压偏移度预警方法。最后结合黄岛某小区具体工程实例以及上述推导公式得出结论,配电网三相不平衡对线损增加率及电压偏移都有一定影响,且其相关性不可忽略。可为配电系统运行决策提供参考,对配电网供电质量提高具有积极作用。     

基于态势利导的同步逆变器负序电流抑制方法

电网电压不平衡时,同步逆变器并网运行输出负序电流导致三相并网电流严重不平衡,进而使电网不稳定加剧,制约了其在新能源并网中的应用。针对此问题,对电网电压与逆变器输出电压未能同步而产生的不平衡电流进行机理分析,提出了一种抑制负序电流的新方法。该方法首先对逆变器输出电流进行态势预测,提前预知电流态势信息,然后将预测所得电流变化量转化为相应电压变化量作为前馈信息输入同步控制系统进行实时补偿,可实现同步逆变器态势利导下的快速预防控制。仿真结果表明,所提方法有效抑制了电网电压不平衡时的负序电流,降低了电流不平衡度,并提高了控制系统的动态性能。     

负载不对称H桥级联APF直流电压平衡控制

H桥级联型有源电力滤波器(APF)在高压场合的谐波处理方面具有广阔的应用前景。三相三线制系统下负载不对称时,APF输出的基波电压和电流产生不同的有功分量分配至三相,再加上H桥各个模块的差异等原因,导致直流侧电压不均衡,影响APF的正常运行。通过对级联APF功率模型的推导,控制APF输出基波正序有功电流稳定全局电压、输出基波负序电流实现三相之间电压均衡。在全局稳压和相间均压条件下,控制各H桥交流侧输出补偿有功电压矢量实现相内电压均衡,最终将每个H桥直流电压维持在给定值附近,同时APF补偿谐波电流,降低网侧电流THD。在低压条件下的仿真和实验结果验证了所用方法的可行性,为级联APF向更高电压等级场合的应用提供了基础。     

三相电压型PWM整流器的系统设计与PI参数校正

三相电压型PWM整流器(VSR)的系统设计及PI参数校正是保证其能稳定工作的前提条件.详细介绍了三相VSR系统的设计方案,并在Matlab/Simulink环境下通过仿真研究了这种VSR系统的PI参数对直流电压波形的影响,提出了一套完整的、实用性强的系统设计和PI参数校正方法,用实例说明了这种方法的具体操作过程,并通过...     

基于SVPWM技术的双向蓄电池充放电系统设计

针对传统蓄电池充放电系统采用直流开关电源加电阻箱以及晶闸管相控等的缺点,设计了一种可双向工作、且高效率、高功率因数的系统。该系统主要由三相VSR和DC/DC变换器两部分。当需要对蓄电池充电时,DC/DC变换器就工作于降压方式,将VSR输出电压降为合适的电压对蓄电池充电;当蓄电池需要放电时,DC/DC变换器就工作于升压方式,将蓄电池能量通过VSR逆变,再经变压器升压和滤波后回馈电网。最后通过设计的样机进行测试。结果表明,能根据需要实现充放电状态或者人工进行转变,特别在实现能量双向流动的同时,网侧电流波形得到正弦波控制和网侧功率因数接近1。