基于多重比例谐振的动态电压恢复器谐波补偿策略

针对动态电压恢复器在单相电压补偿过程中基波电压提取和谐波补偿的问题,提出一种基于多重比例谐振的控制策略。在动态电压恢复器数学模型的基础上,分析脉冲响应不变法和双线性变换法对比例谐振控制器的离散化效果,以提升系统数字控制的运算性能。在保证系统动态电压补偿特性的同时,讨论电网基波电压提取的改进方法和多重比例谐振调节对指定次电压谐波的补偿策略,并分析控制器参数对系统性能的影响。搭建10 k W的实验平台进行实验验证,结果证明该方法易于实现并具有良好的基波提取效果和谐波抑制能力。     

具有谐波补偿功能的动态电压恢复器控制策略

为使动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)可以补偿稳态负载电压谐波,同时保证其动态响应特性,提出一种双闭环比例积分(proportional integral,PI)控制和多重比例谐振(proportional resonant,PR)控制并联运行的单相空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation , SVPWM)复合控制策略.将SVPWM技术应用到DVR的H桥逆变单元,在引入单相坐标旋转变换的基础上分析了单相SVPWM的基本原理并给出了其实现方法.单相基波同步坐标系下双闭环PI控制保证了DVR对电压暂降的补偿效果,增加了对指定次谐波补偿的电压环多重PR控制,以代替多重同步旋转坐标下的PI 控制,实现了对指定次谐波电压的无静差补偿.理论分析和实验结果验证了提出的控制策略的有效性和可行性.     

具有谐波补偿功能的动态电压恢复器控制策略

为使动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)可以补偿稳态负载电压谐波,同时保证其动态响应特性,提出一种双闭环比例积分(proportional integral,PI)控制和多重比例谐振(proportional resonant,PR)控制并联运行的单相空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)复合控制策略。将SVPWM技术应用到DVR的H桥逆变单元,在引入单相坐标旋转变换的基础上分析了单相SVPWM的基本原理并给出了其实现方法。单相基波同步坐标系下双闭环PI控制保证了DVR对电压暂降的补偿效果,增加了对指定次谐波补偿的电压环多重PR控制,以代替多重同步旋转坐标下的PI控制,实现了对指定次谐波电压的无静差补偿。理论分析和实验结果验证了提出的控制策略的有效性和可行性。     

一种等效奇次谐波谐振器的单相DVR控制方法

提出了一种应用于单相动态电压恢复器(DVR)的数字控制方法。采用单相构造三相的方法可以得到需要的旋转坐标量。使用旋转坐标系下的重复控制模块,该模块可以等效为静止坐标下的一组奇次谐波谐振器,从而可以补偿单相系统中的奇数次谐波。加入前馈和PR控制器可以增加基波频率处的增益,加快动态响应。文中控制系统无电流环,结构被简化。仿真和实验结果表明,系统能有效抑制谐波,对电压跌落和负载扰动响应迅速。     

一种带谐波补偿功能的DVR

提出了静止坐标下的谐振控制器,避开复杂的坐标变换方法,简单地检测出指定次数的谐波。应用这种静止坐标下的谐振控制器对指定次数的谐波电压进行闭环控制,简单的加到动态电压恢复器DVR(DynamicVoltageRestorer)系统中以达到谐波电压补偿功能,而对基本DVR的电压凹陷补偿性能的影响很小,提高了DVR的效率。分析谐振控制器的幅频和相频特性,指出在加入DVR控制系统中进行谐波补偿时不会引起有功功率的流动,对直流侧的能量影响较小。通过Matlab仿真确定了这种方法可以消除绝大部分指定次数的谐波。     

基于谐振控制器带谐波补偿功能的DVR

由于电网中电压凹陷发生的时间不多,动态电压恢复器(DVR)通常都处于备用状态。为了提高动态电压恢复器的效率,提出了静止坐标下的谐振控制器,避开复杂的坐标变换方法简单地检测出指定次数的谐波。应用这种静止坐标下的谐振控制器对指定次数的谐波电压进行闭环控制,使DVR具备补偿谐波电压的功能,而对基本DVR的电压凹陷补偿性能的影响很小。还提出了应用δ算子实现谐振控制的途径,提高了DVR的效率。通过M ATLAB仿真表明该方法可以消除指定次数谐波的绝大部分。     

带谐波补偿功能的动态电压补偿器

根据传统静止坐标和d-q坐标关系推导出相应的静止坐标下的谐振控制器来检测出指定次数的谐波,应用这种静止坐标下的谐振控制器对指定次数的谐波电压进行闭环控制,简单地加到动态电压补偿器(dynamic voltage restorer, DVR)控制系统中以达到补偿谐波电压的目的,而对DVR的基本电压暂降补偿性能的影响很小,提高了DVR的效率。分析了该谐振控制器的幅频和相频特性,指出在将其加入DVR控制系统中进行谐波补偿时不会引起有功功率的流动,对直流侧能量的影响也较小。仿真验证了该控制器不会引起DVR直流侧的功率流向,并可消除绝大部分指定次数的谐波。     

基于等效基波及奇次谐波谐振器组的单相动态电压恢复器控制

为提高单相动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的补偿性能,提出一种基于等效基波及奇次谐波谐振器组的数字控制方法。采用可等效为一组谐振器的延时模块,能够有效抑制电网基波和谐波扰动。给出一种包含两个控制参数和一组零相移陷波滤波器的结构及其设计方法,使系统在保证稳定性的同时,获得较大的谐振增益。其中,延时环节衰减系数可增加谐振器组鲁棒性;控制器比例增益可解决零相移陷波器中使用延时带来的问题;零相移陷波器组既能对消LC谐振峰,也能解决等效谐振器组高增益在高频处的稳定性问题。同时,引入电源电压和负载电流双前馈来保证响应速度,增加了对扰动的抑制能力。所提控制策略结构简单,谐波补偿能力强,动态响应快,易于实现。在2kW单相DVR实验装置上的实验结果验证了该控制方法的正确性。     

单相动态电压恢复器复合控制技术

提出在使用直接电流控制策略对动态电压恢复器(DVR)电流内环基波分量进行前馈的基础上,利用改进型比例谐振(PR)控制器形成电压外环进行反馈控制,从而构成单相DVR的复合控制策略;并提出使用改进型自适应算法提取系统基波矢量,基于无功功率补偿策略的思想,利用矢量运算分别获得电压外环反馈控制参考值与电流内环前馈控制参考值的方法。所提出的复合控制策略能够在增强DVR稳定性的同时显著提高其响应速度,使得DVR能对系统电压基波波动及谐波扰动进行补偿,具备功率因数校正的新功能。最后通过仿真和实验,验证了所提算法的可行性和有效性。     

谐波功率均分的改进分频下垂控制器

提出一种谐波功率均分的改进下垂控制器。改进后的下垂控制器功率控制环通过加入特定次谐波下垂控制器可以实现基波和谐波功率精确均分,电压环采用准谐振PR控制,实现在较宽频带内逆变器输出电压的零稳态误差控制,准谐振PR控制器截止频率可调以满足系统动态响应速度。基于Matlab/Simulink的仿真和基于DSP的样机试验均验证了所提出方法的正确性和可靠性。     

基于比例谐振与重复控制的高性能逆变器研究

在分析单相逆变器结构及比例谐振控制算法基础上,根据逆变器的谐波特点,提出一种比例谐振与重复控制相结合的控制策略.通过重复控制的内模原理抑制逆变器输出波形的谐波畸变,与传统的比例谐振控制相比,重复控制引入能有效提高逆变器输出电压电流波形质量,降低系统谐波总畸变率.实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性.     

LLCL滤波的单相光伏并网逆变器控制技术研究

采用新型LLCL滤波器对单相光伏并网逆变器进行滤波,LLCL滤波器通过在传统LCL滤波器的电容支路中串联一个小电感达到在开关频率处产生串联谐振,相比LCL滤波器能够更大程度地对串联谐振频率处的电流谐波进行衰减,可进一步减小总电感值。分析表明LCL滤波器双电流环控制同样适用于LLCL滤波器,并网电流外环采用带谐波补偿的准比例谐振(PR)控制器能够有效跟踪并网电流指令的同时可对特定次谐波进行补偿,但谐振控制器在谐振频率处存在180°相角跳变,随着谐波补偿的次数增加易导致系统不稳定。在准PR控制器之后增加一个超前校正环节,对谐振频率处进行相位补偿的同时能够提高系统的相位裕量,增强系统稳定性。此外,引入电网电压前馈控制增强系统对电网电压的抗干扰能力。仿真结果表明系统具有较好的稳态性能和抗干扰性能。     

改进PR控制在直驱风机变流器中的应用

直驱永磁风力发电机的变流器通常采用基于PI矢量控制。传统的PI控制需要进行复杂的坐标变换,引入交叉耦合项和前馈补偿项,会影响系统的鲁棒性和动态响应效果。针对此类问题,提出一种改进的PR控制器,将其应用于直驱永磁风力发电机的变流器。分析其原理,并在PSCAD中建立系统仿真模型,验证改进的PR控制器的优势,证明该控制策略应用在直驱永磁风力发电机变流器中的有效性。     

基于谐波磁势平衡的12脉波整流器一体化滤波方法

提出了一种基于谐波磁势平衡的12脉波整流器一体化滤波方法,对该一体化滤波器的拓扑结构、数学模型、滤波原理进行了详细阐述。该方法将一个背靠背变流装置接入12脉波整流器变压器二次侧的星形与三角形绕组抽头中,通过背靠背变流装置向各绕组抽头中注入指定次谐波电流,并利用该注入谐波电流与12脉波整流器负荷侧所产生谐波电流的磁势平衡,以达到消除12脉波整流器网侧指定次谐波电流的功能,在控制算法上引入比例-积分(PI)+比例-谐振(PR)控制器以实现对指定次谐波分量的无误差跟踪。该方法能有效提高滤波变流装置的电压、电流适应性,从而节省电压匹配变压器的成本,并能充分发挥滤波变流装置的容量潜能。最后,通过仿真和实验验证了所提滤波方法的正确性。     

基于VSC的动态可控相间功率控制器改善系统暂态稳定性的研究

根据电压源换流器(VSC)和相间功率控制器(IPC)的基本工作原理及特性,以VSC代替IPC的移相环节,晶闸管控制电抗器(TCR)代替电感支路,晶闸管控制串联电容器(TCSC)代替电容支路,构建了动态可控的相间功率控制器(DCIPC);基于DCIPC的原理结构,建立了VSC注入电压与联络线传输功率的关系,对无IPC与带IPC的简单系统的功角特性曲线进行分析,说明DCIPC可以改善系统的暂态稳定性机理,确定提高系统稳定的参数可控制范围。针对VSC的移相环节,设计了直流电压外环、输出电流内环的比例-谐振(PR)控制器;搭建了带DCIPC的简化系统模型进行仿真。仿真结果验证了控制器的有效性,并说明通过控制DCIPC中VSC的注入电压,可以改善带DCIPC电力系统的暂态稳定性。     

基于DSP 28335的单相有源滤波控制器设计

针对有源电力滤波器(APF)要求快速、精确地检测谐波电流的特点,在此利用高速浮点数字信号处理芯片DSP 28335作为处理器,设计了一种全数字单相APF控制器,给出了硬件结构和软件流程。实验表明,该控制器方案较传统利用定点DSP芯片的控制器更加简单、快速、有效。     

基于多载波和PR控制实现变换器并联环流抑制研究

逆变器的并联由于具有容量大、低成本和能够增加系统的容量而备受关注。但是逆变器的并联会带来环流问题,环流不仅会降低系统效率,而且会使输出并网电流发生畸变。环流主要在零矢量中产生,通过双环控制实现环流抑制,外环在零序分量采用无差拍实现环流抑制,内环采用多载波消除零矢量的作用时间,环流能够得到非常好的抑制。在并网并联逆变系统中,电流控制器的结构和参数对系统稳定性和输出电流质量至关重要。电流环采用αβ静止坐标系下的比例谐振控制器,省去了复杂的坐标变换,从而使计算简单易实现。该方法不需要增加额外的硬件,能够较好地抑制环流和具有动态反应快等优点。通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

基于PR控制器的永磁同步电动机弱磁控制

介绍了永磁同步电动机的数学模型,并对其弱磁原理进行阐述.因传统的调速控制经解耦后常采用PI调节器,引入与温度和电路参数有关的交叉耦合项和前馈补偿项,影响了控制系统的鲁棒性,特别是在额定转速以上的弱磁运行时影响更大.分析了比例谐振PR控制器特点,并提出一种基于改进PR控制器及转子磁链定向的移相弱磁控制策略.仿真结果表明,所述的控制策略能实现永磁同步电动机的高倍弱磁扩速,具有良好的鲁棒性和动态性能,验证了该方法的正确性.     

单相LCL并网逆变器多环控制策略的研究

文章阐述了传统双环单相VSR控制策略存在的缺点,在此基础上,介绍了PR控制器的优势,用PR控制器代替PI控制器,同时采用陷波器校正的有源阻尼方法抑制LCL滤波器的谐振峰值,并加入电压前馈控制,构成了包含电压外环、并网电流控制环、电容电流环的多环控制系统。最后设置控制器参数,在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型,仿真结果表明,该方案能够有效控制并网电流,滤波效果良好,抗电网电压扰动能力强,实现了并网电流和电网电压同步的控制目的,验证了其可行性和优越性。