静止坐标系下LCL型并网逆变器控制策略的研究

通过分析三相LCL型并网逆变器在两相静止坐标系下的数学模型,提出了一种静止坐标系下利用准比例谐振(proportional resonant,PR)控制器实现入网电流无静差跟踪的控制策略。为了有效抑制LCL滤波器由于阻尼不足而产生的谐振,引入电容电流反馈来实现有源阻尼。采用频域分析法,根据稳定性、稳定裕度以及稳态误差要求,分别设计电容电流反馈系数及准PR控制器的比例系数和谐振增益系数。仿真与实验结果验证了所采用参数设计方法的正确性和所提出控制策略的可行性。     

LCL型并网逆变器电流控制器设计

在LCL型并网逆变器的应用中,电流控制器的结构和参数对系统稳定性和输出电流质量非常重要。采用电容电流内环,进网电流外环的双闭环控制策略,提出了一种基于准比例谐振调节器和比例调节器的新型电流控制器设计方法。与传统单位电容电流反馈不同,将比例调节器用于反馈通道,实现两个调节器间的解耦控制,简化调节过程。根据逆变系统实际特性,在正向通道中引入惯性环节。控制器参数由系统闭环传递函数根轨迹方法进行设计,以凸显单个参数对系统的影响,使设计过程在无任何假设和简化的情况下直观明了。额定功率为50kW并网逆变器的仿真结果验证了所提控制策略和电流控制器设计方法的合理性和可行性。     

带有LC正弦波滤波器的内置式永磁同步电机电流控制器谐振抑制参数设计

带有LC正弦波滤波器的内置式永磁同步电机系统形成了一个LCL电路，矢量控制系统的稳定性会受到LCL电路固有谐振现象的影响。通过在电流控制器中引入有源阻尼可从理论上实现谐振抑制，为了获得满意的谐振抑制效果，必须对电流控制器的参数进行合理设计。该文研究带有LC正弦波滤波器的内置式永磁同步电机电流控制器谐振抑制参数设计方法，分析了带有电容电流反馈有源阻尼（CCFAD）的电流控制器的频率特性，通过频域稳定判据分析了电流比例积分调节器参数、有源阻尼系数、LC正弦波滤波器参数与电机参数对系统谐振现象的影响机理，给出了电流控制器谐振抑制参数设计方法。通过实验验证了所提方法的有效性。     

基于根轨迹法的单相PWM整流器比例谐振电流调节器设计

比例-谐振(PR)调节器可以实现单相PWM整流器的电流环无静差控制。传统的PR调节器整定方法是分别调整比例和谐振系数,在开关频率\采样频率很低时,电流环不容易稳定。本文在离散域中直接进行设计,用根轨迹法配置电流控制器的零点和增益,保证了电流环的稳定性,并且使电流控制具有良好的稳态和动态性能。仿真和实验结果验证了设计方法的有效性。     

改进双闭环状态反馈的LCL逆变器控制策略

LCL滤波电路存在谐振尖峰,易导致系统不稳定。为解决该问题,提出一种基于组合状态反馈的双闭环控制策略,其内环采用电容电流、并网电流组合状态反馈,外环采用并网电流反馈。该策略提高了系统阶数,增加了系统阻尼,可有效抑制谐振尖峰。通过理论推导确定了组合状态反馈系数的实现方法,简化了比例积分(PI)调节器参数的整定。最后通过仿真实验分析了比例积分系数对系统稳定性的影响,并设计了一台原理样机,实验表明该策略不仅保证了并网电流高功率因数运行,同时实现了并网电流与电网电压之间较小的相位差。     

静止坐标系下电流源型PWM整流器多环控制策略

针对电动汽车动力电池组,本文设计出一种基于三相电流源型PWM整流器拓扑的大功率快速充电系统。然而,在传统多环电流控制策略中,通常需要将采样信号经Park变换得到直流信号,以便采用PI控制器进行有效控制。因此需要锁相环以及引入解耦项,从而增加系统的计算量。为了改善上述控制方法的不足,文中在静止坐标系下采用比例谐振控制器以实现对网侧电流的直接控制。同时,对采用谐振控制器时,内外环控制器参数的设计进行理论分析并提出参数设计方法。最终,通过Matlab仿真与动力电池组充电实验证明了所提出控制策略的优良性能。     

基于根轨迹法的链式STATCOM比例谐振电流控制器设计

链式静止同步补偿器(STATCOM)及其分相电流控制策略是解决系统和负载不平衡问题的常用方法.文中在分析链式STATCOM数学模型的基础上,提出采用比例谐振控制器来对分相电流进行跟踪控制,并给出应用闭环系统根轨迹来选择控制器参数的设计方法,该设计方法可以使得电流内环闭环系统不仅满足稳定性要求,同时具有良好的动态性能.最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了基于根轨迹法的比例谐振控制器参数设计的正确性和电流内环采用PR控制的优越性.     

三相LCL型并网逆变器控制策略与稳定性分析

针对三相LCL型并网逆变器,研究了基于比例谐振(PR)控制以及电网电压前馈控制的电容电流与电网电流双闭环控制策略,并分别与网侧电流反馈和逆变器侧电流反馈控制策略进行了对比分析。采用s域和z域根轨迹方法分析PR控制器参数的选取以及不同延时对系统稳定性的影响。最后,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和控制策略的可行性。     

基于有源阻尼的并网逆变器电流内环H_∞重复控制

该文首先根据两相静止坐标系下三相LCL型并网逆变器模型无耦合的特点,建立基于两相静止坐标系的电流内环控制系统。进而对采用电容电流反馈实现有源阻尼的LCL型并网逆变器进行状态空间方程建模,在此基础上利用H∞控制理论设计满足稳定性要求的并网电流内环重复控制器,实现在控制逆变器输出电流以较小的稳态误差跟踪基波参考值的同时,抑制各整数次谐波电流输出。最后在一10k W三相LCL并网逆变器样机上实现所设计的电流内环控制器,以验证其性能。通过与传统多谐振比例谐振(proportional-resonant,PR)控制器的实际控制效果相对比,实验结果证明采用该文提出的方法设计的H∞重复控制器能明显减小并网电流谐波含量,并有良好的稳态和动态性能。     

永磁同步电机电流环控制器的设计

本文在分析永磁同步电机电流环工作原理的基础上,对电流环各组成部分进行数学建模。设计了一款永磁同步电机电流环控制器,采用矢量解耦、反电动势补偿+PI调节器的方法实现。消除了反电动势及直流母线电压的影响,实现了耦合量的完全解耦。通过简化电流闭环控制模型,得到电流环PI参数的简明计算公式。对比分析了简化前后电流环零极点分布及单位阶跃响应,验证了参数设计的合理性。电流环传递函数稳定性分析结果以及试验结果表明此电流环控制器能够使电流环响应快速、稳定。     

论剩余电流和泄漏电流

本文较为详细地分析与讨论了剩余电流和泄漏电流这两个不同的概念,并提出了一种检测这两种电流的原理性线路。     

直流控制系统对直流近区交流线路短路电流幅值的影响

在故障期间良好的直流控制系统可以减少故障对电网的伤害。介绍了目前主流的直流控制系统逆变侧的结构及其主要参数,分析了控制系统的低压限流、最大触发角控制、电流放大器和换相失败预测等环节的基本结构,通过PSCAD/EMTDC软件搭建仿真模型,在故障期间分别限制不同控制环节的信号输出,研究其对短路电流幅值的影响,指出换相失败预测环节是影响直流近区交流线路短路电流幅值的直接因素,最大触发角控制和电流放大器环节间接影响短路电流幅值。     

分析零序电流与电容电流

流过故障点的总短路电流原则上都存在两个电流分量:即通过中性点接地回路形成的包含零序电流分量在内的短路电流Ik和由线路上相对地以及相间等效电容引起的电容电流。     

用击穿电流和电晕电流表示雷电回击标准电流

为准确计算雷电回击的电磁场 ,用击穿电流和电晕电流来拆分 IC标准雷电回击电流。前者用一种新型脉冲函数表示 ,后者用双指数函数表示。分别拆分拟合了标准中雷电首次回击和后续回击通道基电流。所得结果误差 <3%。     

大电流螺旋式绕组轴向分量电流作用下的扭矩及铁心结构中的电流

探讨了螺旋式绕组在其轴向分量电流作用下产生的扭矩和扭转变形,以及在铁心结构中产生的感应电流。     

基于电流型PWM整流的恒流调光器研究

为了实现恒流调光器输出高品质的电能质量,文章分析了一种基于电流型PWM整流的助航灯光恒流调光器。首先分析了该恒流调光器工作原理和数学模型,其后通过大信号模型求解其电路方程的稳态解,设计了调光器的一种基于顺馈控制的解耦控制方法,可以有效的减少控制环路的稳态误差,实现恒流输出,并有效地降低网侧电流和输出电流的谐波含量,通过MATLAB/Simulink对系统进行了仿真验证,与传统的调光器相比其直流部分输出纹波小,网侧电流THD从2.71%降至1.88%,负载端输出电流的谐波含量从1.24%降至0.15%。结果表明,基于电流型PWM整流调光器的性能比传统调光器更优越。     

基于低功率电流互感器的电子式电流互感器

针对传统电磁式电流互感器绝缘复杂、容易磁饱和以及Rogowski线圈测量精度受骨架材料的温度特性和绕制工艺的影响等缺点,研制出一种仅采用一个低功率电流互感器(LPCT)实现大动态范围电流测量的电子式电流互感器.LPCT的输出经过A/D转换、电光转换,由光纤将高电位侧的电流信息传输到低电位侧;通过低电位侧的信号处理电路,同时提供测量和保护两种信号.试验表明,整套装置的准确度满足IEC 60044-8对0.2级计量和5P20保护电子式电流互感器的要求.通过对装置的温度试验得出:在-30℃～70℃温度范围内,系统的比差变化小于±0.1%,角差变化小于±2',验证了装置的实用性.     

故障电流限制器现状及应用前景

目前我国某些地区短路电流过高制约着电网发展, 故障电流限制器可以快速限制短路电流,保证系统安全稳定运行, 是具有发展潜力的限制短路电流技术。故障电流限制器包括超导和和固态故障电流限制器2 种, 每种故障限流器具有各自的特性、工作原理、优缺点, 某些故障电流限制器已在国外投入使用。通过分析我国短路电流的特点及国外故障电流限制器的使用情况可知, 故障电流限制器是目前解决我国短路电流过大的措施之一。     

电流补偿型超导限流器的研究

电流补偿型超导限流器是一种新型的限流器拓扑,它由等效电流源、限流电阻并联后通过连接变压器串联人电力系统.正常运行时,等效交流电流源值与系统电流值保持一致,限流器对系统运行无影响;故障后,系统电流值远大于等效交流电流源值,限流电阻立刻自动投入限流.给出了实际应用电路及其控制系统,理论分析和仿真结果论证了该种超导限流器具有良好的限流特性.     

Current Harmonics Measurement by Means of Current Transformers

This paper analyzes the accuracy of current transformers (CT) when excited with nonsinusoidal currents. It uses a nonlinear model that accounts for the minor hysteresis loop of the core. It was concluded that instrument transformers with accuracy class 0.6 or better provide reasonably accurate measurements of current harmonics magnitudes, however the phase angle error may lead to unacceptable errors when the current transformers are used to measure active powers. If such measurements are used to determine the power flow direction, i.e., if a load or consumer pollutes or is polluted, even high accuracy class CTs may yield unsatisfactory results.