电网电压故障下向无源网络供电的MMC电力电子变压器的控制策略

电力电子变压器(PET)具有瞬时功率调节、谐波抑制等优点,输电线路经过PET向无源网络供电是柔性输电的一个重要应用领域.将模块化多电平变换器(MMC)技术与PET相结合,使得PET应用于高电压、大容量的输电和配电系统成为了可能.首先,本文针对MMC-PET输入级在电网故障时产生的正负序电流,推导出基于欧拉-拉格朗日(E...     

模块化多电平矩阵变换器的平坦控制策略

模块化多电平矩阵变换器(M3C)能实现三相交流-交流的变换,其突出优势是易于模块化、可靠性高、谐波含量低等,可用于高压大容量变频调速系统。针对传统PI控制稳定速度慢、易产生超调、动态性能差等缺陷,基于微分平坦理论推导出适用于M3C的非线性平坦控制策略,并通过李雅普诺夫方法证明了平坦控制系统的稳定性。平坦控制具有响应快速、无超调、跟踪无静差、动态性能高等优点,能极大地改善M3C输入、输出侧电流的控制效果,且在输入侧频率、输出侧负载变化等运行工况下,平坦控制策略依旧能保持极低的系统冲击量,整体控制效果较好。最后通过MATLAB/Simulink仿真平台对不同工况进行仿真,结果验证了平坦控制策略的正确性和优越性。     

非理想条件下MMC-SAPF的Lyapunov函数控制策略

模块化多电平变流器(MMC)逐渐被应用于并联型有源滤波器(SAPF)。针对电力系统的非理想运行状态,提出了一种基于Lyapunov函数的正负序分离的控制策略,该控制策略可根据SAPF的容量灵活地选择补偿信号。首先根据MMC型SAPF(MMC-SAPF)的数学模型,建立经正负序分离后MMC-SAPF的Lyapunov函数控制器模型,选择最优控制增益;其次加入适用于电网非理想条件下的准比例谐振环流控制、电容电压控制器以提高系统性能;最后基于MATLAB/Simulink软件仿真平台和硬件实验平台,分别在理想、非理想条件下验证了所提Lyapunov函数控制策略对MMC-SAPF的有效性和优越性。仿真和实验结果表明所提Lyapunov函数控制策略能够快速、准确地补偿电流谐波,具有调节参数少、鲁棒性强、控制精度高等优点。     

模块化多电平矩阵变换器输入侧的无源控制策略

模块化多电平矩阵变换器(M3C)在风力发电中具有突出优势,可实现从低频交流电到工频交流电的AC/AC变换.为了解决比例-积分(PI)控制调节参数多、谐波含量高等问题,文中依据无源控制理论,分析了M3C输入侧数学模型的无源性及稳定性,提出其无源控制策略.通过MATLAB/Simulink建模仿真,验证了所提无源控制策略的正确性和优越性,并且模拟了输入侧频率变化、输出侧负载变化时,通过无源控制策略实现M3C的变频及变负载运行.相比于PI控制,所提无源控制响应更快、调节参数更少、谐波含量更低,整体控制效果更好.     

不平衡电网电压下基于模块化多电平变流器的统一电能质量调节器的微分平坦控制

电网电压不平衡时,电流电压波动较大,基于模块化多电平变换器(MMC)的统一电能质量调节器(UPQC)采用简单的PI控制难以调节电能质量.针对MMC-UPQC在电网电压不平衡的运行状态,提出一种基于正负序分离MMC-UPQC的微分平坦控制(DFBC)方法,它能够综合治理电压和电流的电能质量问题.首先,根据MMC-UPQC的拓扑结构,建立其在不平衡电网下的数学模型,分析MMC-UPQC的内部特性,验证MMC-UPQC的平坦性和稳定性;然后,根据正负序分离方法,采用无需锁相环方法对检测量进行分离,基于微分平坦控制理论,搭建结合前馈参考轨迹和误差反馈补偿的微分平坦控制器,并将其应用到多电平、高电压的MMC-UPQC电能质量补偿系统中,综合解决电网电压不平衡状态下的电网电能质量问题;最后,通过实验验证了基于所提微分平坦控制器的MMC-UPQC系统解决电压暂升、暂降和注入谐波问题的有效性和优越性.     

不平衡电网模块化多电平矩阵换流器的控制策略

为了减少输电线路损耗，在海上风力发电等背景下，低频交流输电系统应运而生，它通过模块化多电平矩阵换流器(modular multilevel matrix converter,M³C)直接实现从低频到工频的AC/AC变换。研究了基于M³C的AC/AC系统在发生不对称故障时的控制策略。首先分析了M³C的电路结构和工作原理，然后针对系统故障不对称的情况，对电压电流进行正负序分离，再基于M³C系统双αβ0变换的数学模型与输入侧、输出侧系统的无源性，推导出输入侧和输出侧的无源控制规律，且通过调节循环电流实现桥臂电容电压控制。最后在仿真实验平台上，在两种不同工况下对所提的不平衡电网下M³C的两侧无源控制策略进行实验，仿真实验结果表明了所提的M³C无源控制策略的正确性和有效性。