同步旋转坐标系中谐波电流分次控制策略

提出一种基于同步旋转坐标系(SRF)的有源电力滤波器(APF)谐波电流分次控制策略。为了实时提取各次SRF上同步谐波补偿电流直流量,以提高控制系统的动静态性能,实现SRF上谐波电流的PI解耦控制,该策略摒弃了传统控制中采用低通滤波器(LPF)的方法,充分利用谐波指令电流信息,通过简单的算法变换消除SRF上非同步谐波补偿电流交流扰动量,从而快速提取出该SRF同步直流量。通过建立APF同步旋转坐标系谐波数学模型,详细论述了所提SRF谐波电流分次控制策略,并对该控制系统进行了分析和设计。理论分析和实验结果表明,该策略由于消除了各次SRF电流闭环控制回路中的LPF延时,能够有效提高控制系统的稳定裕度、动态响应速度以及控制准确度。     

一种永磁同步电动机混合式电流控制策略

为了改善矢量控制永磁同步电动机(PMSM)的d、q轴定子电流动态性能,介绍了一种应用于小电感永磁同步电动机的时间最优控制与PI混合式(TOC-PI)电流控制策略。基于时间最优控制(TOC)理论,推导出控制d、q轴电流的最优开关曲线;基于该曲线及电流误差获取d、q轴电压,从而使得d、q轴电流以最短时间到达给定值;利用模糊开关在TOC和PI控制间切换,以减小TOC控制稳态电流脉动。仿真及实验结果证明了这种控制方法比PI控制具有更好的动态性能,同时也改善了TOC控制的稳态性能。     

一种直流动态电压恢复器的拓扑分析与控制

针对直流配电网中存在的电压暂降和跌落问题,设计了一种新型直流动态电压恢复器(DC-DVR)。拓扑采用隔离型高频DC/AC/DC结构,提高了电压补偿范围和系统的安全性,减小了设备体积。系统控制算法采用基于外推预测电压算法的双环比例积分(PI)控制,根据负载的电压信息,通过外推预测算法对负载的电压进行无差拍预测,提升系统的动态响应速度,电压、电流环的PI控制保证了系统的响应速度和输出的稳态精度,使整个系统具有良好的动态和稳态特性。最后仿真和实验验证了新拓扑的正确性及控制算法的有效性。     

高通和低通滤波器对ADF谐波检测效果的研究

HVDC直流侧谐波电流的实时检测是直流有源滤波器(ADF)实现抑制谐波的重要环节。为获取有效电流信号，滤波器应该满足动态响应速度和测量精度的要求。本文研究了高通滤波器(HPF)和低通滤波器(LPF)对ADF谐波检测效果的影响，利用MATLAB仿真软件建立了相应的仿真电路，并就滤波器对谐波电流检测效果的影响进行了仿真研究，同时对两种电路的性能进行了对比。结果表明，谐波电流检测电路采用LPF，无论从设计上、可实现性上，还是从检测效果方面都有优势。     

正弦跟踪器在谐波电流检测中的应用

基于最小均方算法的自适应电流检测法具有实现简单,自适应强等优点,但算法本身幅值与相角存在非线性耦合关系,不利于准确跟踪畸变电流基波分量。这里研究了一种正弦跟踪的电流检测算法,通过将变量旋转变换消除了上述问题,既能保证谐波检测过程中具有较快的动态响应速度,又可保证具有较小的稳态失调,同时可用于三相、单相、多谐波和不对称的负载电流谐波检测中。实验结果验证了该算法的有效性。     

直挂式级联SVG的控制系统设计与模型仿真

在分析静止无功发生器(SVG)装置工作原理的基础上,采用同步旋转d,q坐标系的数学变换矩阵和低通滤波器(LPF)实现了无功、谐波电流的检测,基于无功电流与谐波电流单独控制的思想给出了直挂式SVG装置无功和谐波补偿的控制系统设计方案,并采用载波移相正弦脉宽调制(SPWM)方式产生模块单元的控制脉冲。给出了直挂式SVG装置控制系统的硬件平台设计,详细介绍了核心控制器DSP和FPGA的设计与实现。最后,在Simulink中搭建了仿真模型并通过实际的低压SVG装置测试平台对整个控制系统设计方案进行验证,结果表明:该控制方案能实现对无功、谐波的综合补偿,补偿效果好,且具有良好的动态性能。     

内模控制在电流调节器中的应用

在永磁同步电机(PMSM)的矢量控制中,电机的调速范围很宽时,电阻、电抗等参数对d、q轴电流的控制产生较大的误差,从而影响控制精度和动态响应速度。基于磁场定向的控制原理,提出了永磁同步电机电流调节器的内模控制(IMC)设计。用矩阵奇异值分析了IMC电流调节器的鲁棒性,并将其应用于永磁同步电机转子磁场定向的矢量控制中。对电流调节器的传递函数进行了仿真并用数字信号处理器(DSP)实现电机矢量控制的运行实验,实验表明,用IMC电流调节器实现的电机调速,能够获得良好的跟踪性能和较高的稳态精度。     

三相并网逆变器改进型重复控制策略

为抑制并网逆变器注入电网的谐波,一般采用重复控制的方法以保证并网电流的稳态精度。单一的重复控制难以保证控制系统的响应速度,比例积分(PI)+重复控制的方法可有效解决控制响应速度与控制稳态精度间的矛盾。然而PI与重复控制算法间存在控制上的耦合性,在电流指令瞬态变化的过程中会造成电流波形的畸变。此处一方面使用了动态延时处理的改进型重复控制策略,另一方面就该改进重复控制算法因参数漂移而导致系统镇定补偿器设计难的问题重新设计了控制结构。通过仿真和实验对比验证了所提算法的正确性。     

PVPI控制器在链式D-STATCOM系统中的应用

电流跟踪控制策略是配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)实现动态无功调节和谐波电流补偿的关键技术。为提高链式D-STATCOM的稳态补偿精度和动态响应速度,提出了一种基于比例-矢量比例积分(PVPI)的网侧电流直接控制算法,并详细介绍了该控制器的原理、性能及参数的优化设计。仿真及3.3 kV,±1.5 Mvar的装置实验,验证了所提控制算法的有效性和可靠性,工程价值较高。     

基于功角测量的同步发电机参数辨识频域法

功角测量为同步发电机参数辨识提供了方便.文中介绍了功角可测时在线频率响应(OLFR)辨识方法的原理,重点分析了OLFR方法的可辨识性,指出采用OLFR方法可以惟一辨识q轴所有参数和d轴的电抗参数.将OLFR方法与时域辨识方法进行了比较,结果表明:对于q轴稳态电抗,2种方法都具有很高的精度;对于q轴瞬态参数,OLFR方法辨识效果优于时域辨识;而对于d轴稳态电抗,采用时域辨识方法得到的参数精度高于OLFR方法.     

三相并联型有源电力滤波器补偿电流性能分析与改进

三相有源电力滤波器通常用来补偿非线性负载所引起的谐波和无功电流。在有源电力滤波装置中，其补偿性能的好坏，很大程度上取决于控制器的设计。但由于非理想因素的影响，例如输出电流环路带宽有限、检测电路的延时、指令电流的产生等，都会影响补偿效果，而传统的PI控制由于带宽有限不能实现无静差输出。为了提高三相并联型有源电力滤波器的补偿性能，该文在同步旋转坐标系下提出了一种理想的电流控制策略即基于PI控制和重复控制并联结构的电流控制方法，利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度，PI控制保证有源电力滤波器的动态性能。实验结果和理论分析充分证明了所提并联结构电流控制器的可行性。     

电网谐波和无功电流检测的一种新方法

以瞬时无功功率理论为基础,提出了一种改进的实时检测谐波电流方法:在低通滤波器(LPF)之后加入PI调节器,提高了谐波电流检测的精度;引入了比例微分环节PD作为负反馈,以补偿低通滤波器的延时,加快了检测的动态响应速度;采用无锁相环(PLL)技术,消除由于锁相环而产生的相移偏差.通过与传统方法进行仿真比较,证明了这种改进检...     

基于同步旋转变换及DFT的SVG指令电流检测法

为使静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)具备无功、谐波及不对称电流综合补偿能力,提出了一种基于同步旋转坐标变换及离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)的SVG指令电流检测方法。该方法通过在同步旋转坐标系下进行递归离散傅立叶变换,能够实时检测出负载电流中的无功分量、不对称分量以及特征谐波。利用该方法只用一个控制器就能同时对两种特征谐波分量进行补偿,相对于其他方法运算量大大减小,便于工程实现。仿真和实验验证证明了该方法的有效性。     

多同步旋转坐标系下指定次谐波电流控制

为提高有源电力滤波器(active power filter,APF)的补偿性能和动态响应,提出一种基于多同步旋转坐标的谐波电流控制策略,采用通过与某指定次正序或负序谐波角速度同步的旋转坐标变换,将该指定次谐波变为直流量,实现指定次谐波的检测和PI控制,从而实现对某指定次谐波电流的无静差补偿。完整的谐波电流控制器由多个独立不同角速度的谐波电流控制器叠加组成。建立了APF在谐波旋转坐标系下的数学模型,提出一种简单的电流耦合解耦策略。对指定次谐波电流控制器进行分析,从理论上证明了与传统的电流环控制方法相比,指定次谐波控制可提高补偿精度,并利用零极点对消方法对控制器参数进行了设计。实验结果验证了所提控制策略的优越性。     

一种任意整数次谐波电压实时检测方法

基于瞬时无功功率理论提出了一种任意整数次谐波电压的实时检测方法.该方法在检测中另加标准电流信号,可使电网中实际电流的畸变不会影响检测精度,检测结果也能及时反映频率偏移的变化.为了加快动态响应速度,文中提出了反馈补偿算法并进行了详细的分析.仿真结果表明：反馈补偿算法能有效地加快动态响应速度;反馈补偿大小对响应速度和检测精度也有较大的影响;电网电压频率偏移不影响检测效果.     

一种基于DSP的有源电力滤波器谐波提取方案的设计与实现

介绍了一种同步旋转坐标系的谐波提取方法,并同时辅以无限脉冲响应数字滤波技术及时间延迟补偿策略。通过Matlab仿真研究并设计,实现了以DSP为核心处理器的有源电力滤波器(APF)数字化提取方案。经过仿真试验分析和工程验证,证明了该方法的有效性和准确性。     

动态电压恢复器的复合数字多变量状态空间反馈控制

在三相三线制系统中,动态电压恢复器面临的主要控制问题是不平衡暂降下对系统三相不平衡的补偿问题。通过正负序分量分解并在正负序坐标下进行建模和控制的方法虽能较好地抑制三相不平衡,但由于正负序分解带来的延迟具有较慢的动态响应速度。为此,文中提出了一种复合数字多变量状态空间反馈控制的方法。在检测到暂降发生并在之后的一段时间内采用单数字多变量状态空间反馈法进行控制,进入稳态时通过控制量的分解无缝地切换到双数字多变量状态空间反馈法,检测到暂降结束时再无缝地切换到单数字多变量状态空间反馈法。该方法同时实现了较快的动态响应速度和较高的稳态精度。实验结果证明了该控制方法的有效性和可行性。     

基于FT-FD-MA滤波器的电机谐波-转矩脉动抑制控制

针对永磁同步电动机谐波电流和转矩脉动抑制问题,本文提出了基于固定采样间隔-固定深度滑动平均(FT-FD-MA)滤波器的电机谐波/转矩脉动抑制控制方法。首先理论分析了滑动平均滤波器的频率特性及其用于电机控制的优劣,在此基础上,将运行平均算法与滑动平均算法相结合提出FT-FD-MA算法,并理论分析其频率响应特性;然后提出基于FT-FD-MA的低通滤波器和高通滤波器,前者用于平均速度控制,可有效抑制转矩脉动,后者用于电流谐波抑制,可显著降低谐波电流。最后,实验验证了本文方法的有效性和可行性。     

A closed-loop selective harmonic compensation for active filters

This paper proposes a control algorithm for parallel active power filters, based on current-controlled pulsewidth-modulated converters, which allows precise compensation of selected harmonic currents produced by distorting loads. The approach is based on the measurement of line currents and performs the compensation of the selected harmonics using closed-loop synchronous frame controllers. Thanks to the closed-loop operation, full compensation of the desired harmonics is achieved even in the presence of a significant delay in the current control. Thanks to the selective approach, active filter interactions with possible dynamic components of the load are minimized. Moreover, the complexity of the synchronous frame controllers is overcome using equivalent stationary frame controllers. Experimental results confirm the theoretical expectations     

基于逆系统方法有源滤波器控制策略的研究

有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)是解决电网谐波问题的有效手段.其补偿性能取决于谐波电流检测方法和电流跟踪控制方法.提出了一种基于逆系统方法的APF反馈线性化控制方法.针对APF主电路在d,q旋转坐标系下数学模型的非线性特性,采用逆系统方法将其解耦为伪线性系统.并在该伪线性系统的基础上利用线性二次性调节器(Linear Quadratic Regulator,简称LQR)设计了满足一定性能指标的控制器.在这种控制策略中,指令电流通过基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测方法得到.仿真和实验结果显示,实际补偿电流能够快速准确地跟踪指令电流,使电网电流快速被补偿为正弦波,且直流侧电压也能很快达到稳定值,证实了该控制方法的可行性.