基于伪滑模控制的模块化超导储能系统电网电压补偿算法

提出了一种基于伪滑模控制的模块化超导储能系统电网电压补偿算法。该算法以滑动模态为核心,采用具有滞环的变结构控制有效降低了标准滑模控制的抖动问题,使换流器能够快速补偿负载端电压凹陷并滤除电网谐波,保证电压敏感负荷在电压受到干扰的情况下正常工作。基于级联型换流器数学模型,分析了伪滑模变结构控制的工作特性及其与电路参数之间的关系。仿真结果表明,采用滞环伪滑模控制的超导储能系统能够在系统干扰较大的情况下保持控制的稳定性,迅速跟踪指令信号,动态响应时间在1ms之内,具有良好的鲁棒性与实时性。     

超导储能用级联型大功率换流器控制系统设计

在超导储能系统中换流器与电网相连,使超导储能磁体能够通过换流器与电网进行能量交换,从而实现电网谐波抑制、有功无功补偿等功能.根据超导储能用换流器的特点,结合目前大功率电力电子器件以及电路拓扑的发展趋势,设计了一种结构灵活的换流器控制系统.该控制系统采用数字信号处理器(DSP)与复杂可编程逻辑器件(CPLD)相结合的分离模块式构架设计,在功能上实现了控制系统的算法部分与控制信号产生部分分离、系统的模拟部分与数字部分分离,从而大大提高了控制系统的电气稳定性及系统灵活性.该控制系统还可适用于多种大功率换流设备,因而具有较强的拓展性及通用性.     

基于级联型逆变器的中压有源电力滤波器滞环电流矢量控制

该文提出了一种基于级联多电平逆变器的中压有源电力滤波器滞环电流矢量控制方法.该方法以检测出的需补偿的电流作为指令电流,在复平面上进行滞环电流控制.考虑了实用性,在工程实际中采样频率与功率器件开关频率有限的情况下,根据误差电流矢量和逆变器输出参考电压矢量的大小和方向,在待选电压矢量中快速选出级联多电平逆变器最优输出电压矢量;并根据相邻采样周期对应开关状态变化最小的原则在大量冗余开关状态中选择最优开关状态,减少了开关次数,降低了开关损耗.仿真结果证明了其的正确性和实用性.     

级联滑模控制策略在单相逆变器上的应用研究

对单相逆变器提出了级联滑模控制策略,从而有效地实现了系统的级联控制,并保留了滑模控制的良好性能。     

基于二阶滑模控制器的IM混合级联控制策略

针对系统运行约束下感应电机(IM)控制性能提高问题,设计了一种新型的基于二阶滑模控制器(SOSMC)的IM新型混合级联控制策略。新型控制器采用转速比例积分(PI)调节外环与电流SOSMC内环级联的结构,其优势在于,转速PI调节器可根据最大电流和速度限制等约束条件下给出SOSMC的参考。同时,由于电机内环动态是非线性的,因此SOSMC可提高控制器的鲁棒性和抗干扰能力。控制器采用连续时间域设计,具有固定时间收敛性,并进行了Lyapunov稳定性证明。利用IM测试平台开展了实验研究,结果表明,在瞬时转速响应和稳态精度方面,控制器具有出色的鲁棒跟踪性能。     

电流滞环控制级联型逆变器的矢量控制

为寻求更适合的级联型逆变器的调制方法,研究了电流滞环控制级联型逆变器的矢量控制。该法采用与单极性正弦脉宽调制(简称SPWM调制)相似的单极性电流滞环控制,控制脉冲产生简单。电流滞环控制时采用动态调整滞环宽度实现开关频率恒定,可用类似相移SPWM脉冲产生方式来实现电流滞环控制时H桥级联型逆变器一相多H桥移相控制脉冲的产生;电流滞环控制的级联型逆变器按转子磁场定向矢量系统采用转子闭环,磁甸开环控制。最后仿真与实验结果验证了所提方法正确,逆变器转速外环跟踪性快速,矢量系统动静态性能良好。     

滞环电流控制的新型三相电压型变流器

随着电力电子技术的发展,可逆变流装置得到了广泛应用传统的相控整流器存在功率因数低、输入电流谐波成分高等缺点,影响了电网的供电质量。针时这类非线性负载所产生的负面影响,提出了一种滞环电流控制的新型三相电压型变流器,分析了系统的控制原理,论述了系统的设计过程,运用Psim软件进行仿真分析,采用IGBT作为功率元件,基于DSP构造了一套可逆变流器装置。该装置实现了单位功率因数,并使输入电流为正弦电流,得到了与仿真分析相一致的试验结果     

滞环电流控制的新型三相电压型变流器

随着电力电子技术的发展,可逆变流装置得到了广泛应用.传统的相控整流器存在功率因数低、输入电流谐波成分高等缺点,影响了电网的供电质量.针对这类非线性负载所产生的负面影响,提出了一种滞环电流控制的新型三相电压型变流器,分析了系统的控制原理,论述了系统的设计过程,运用Psim软件进行仿真分析,采用IGBT作为功率元件,基于DSP构造了一套可逆变流器装置.该装置实现了单位功率因数,并使输入电流为正弦电流,得到了与仿真分析相一致的试验结果.     

超导储能用大功率换流器及其控制技术

根据超导储能系统的研制现状,阐述了超导储能系统中大功率换流器技术的发展,比较了近年来采用的电压型大功率变换流电路的优缺点以及控制方式,并在此基础上分析了基于载波调制的相移PWM技术和基于非载波PWM的滑模控制技术的不同控制特点。分析表明,级联型换变流电路拓扑的工作特性及灵活性优于其它常用的电路拓扑,易于构成大功率高性能的超导储能用换变流电路;用于级联型电路的控制策略具有简单可靠等优点。     

采用滞环电流控制的三相并联型有源电力滤波器

文章提出一种三相并联型有源电力滤波器。采用指定谐波消除脉宽调制技术的检测电路不需模拟乘法器,参数调整方便。采用最高开关频率受限电流滞环控制器的控制电路简单,对负载参数变化不敏感。实验证明了这种有源电力滤波器的有效性。     

VSC-HVDC输电系统模式切换控制策略

分析了基于电压源换流器的高压直流(VSC-HVDC)输电系统在定直流电压控制端交流电网故障下的模式切换控制策略,提出了基于滞环和本地直流电压检测的模式切换控制,并给出了该控制的实现方法。推导了正常运行时VSC-HVDC输电系统直流功率与两侧换流器直流电压的关系式,给出了定有功功率控制端的直流电压正常工作范围的计算方法,提出了模式切换控制策略中直流电压阈值和故障穿越期间直流电压参考值的确定方法。最后,PSCAD/EMTDC仿真验证了在不同故障类型和不同运行方式下VSC-HVDC输电系统模式切换控制策略的有效性;仿真结果表明,该直流电压阈值和参考值的确定方法能够为模式切换控制策略的指令值整定与配合提供可靠参考。     

中压大容量DVR的拓扑结构及其控制方法研究

介绍了动态电压恢复器的电路拓扑和基本原理以及DVR的发展趋势,提出了中压大容量条件下动态电压恢复器的一种切实可行的电路结构。在此基础上,提出了基于瞬时无功功率理论的DVR软锁相方法和改进的DVR反馈控制方法。进行了系统的仿真研究。对DVR补偿单元进行了实验。仿真和实验结果均验证了软锁相方法是有效的,DVR的补偿效果也是令人满意的。     

基于三相光伏并网系统的DVR模糊PID控制应用研究

光伏发电系统极易受外界条件的影响而出现电压波动及谐波,由于其时变、非线性、多变量的特性,仅由常规PID控制或是模糊控制调节器进行控制,存在对于跟踪指令值与抑制扰动的需求之间、稳态与动态性能之间、控制性能和鲁棒性之间的矛盾。利用动态电压补偿器消除光伏阵列的电压波动、跌落、闪变,以及电压的三相不平衡问题,并在常规PID控制的基础上,以被控对象的指令值与实际值的误差及其变化率作为输入,用模糊推理对PID的3个参数K_p、K_i、K_d进行在线自整定,以满足指令值与反馈值不断变化时误差及其变化率对控制器的不同要求。最后通过仿真证明了系统控制效果理想,动态响应速度更快,稳态误差更小,被控对象具备良好的动、静态性能。     

配电网动态电压调节器控制策略的研究

动态电压质量问题随着信息技术和自动化技术的发展越来越受到重视，动态电压调节器（DVR）是解决这一问题的主要手段。作者应用根轨迹法对动态电压调节器电压环控制策略的稳定性加以分析，给出了临界稳定状态下开环根轨迹增益的计算公式。对于这个条件稳定的控制系统利用Bode图分析其相对稳定性，并计算出不同负载下的稳定裕度。得出了DVR负载电压单环反馈系统具有一定的稳定性和较好的控制补偿效果的结论。仿真和实验结果验证了电压环控制方案的可行性和有效性。     

级联型超导储能系统的整体协调控制方法

提出了级联型超导储能系统的整体协调控制方法,当系统未产生电压凹陷时,级联型逆变器通过相位控制实现对超导磁体的充电和电流维持;当系统产生电压凹陷时,通过状态空间反馈的方法迅速实现完全补偿,以保护电压敏感的负载;当凹陷解除时,又通过相角的渐变从电网吸收能量,以补偿超导磁体中能量的消耗。同时,在电流调节器的控制中,采用统一PI电压控制模式以保持级联逆变器直流母线电压的稳定。系统仿真结果表明,本文提出的方法控制电压凹陷的效果较好。     

链式动态电压恢复器的新型控制策略分析与设计

链式动态电压恢复器(DVR)作为一种有效的改善电压跌落问题的设备,近年来已经逐步应用于电力系统中,用以改善用户的电能质量.为此,将级联多电平技术与载波移相技术相结合,针对6 kV配电系统设计了5MVA无耦合变压器的11电平链式DVR,通过将级联多电平逆变器等效线性化,在传统单闭环控制系统基础上,在电压外环控制的同时,引...     

基于最小能量法的DVR控制算法

考虑动态电压恢复器(DVR)在不同的补偿方式下对装置的能量要求不同,针对如何实现DVR最小能量补偿进行研究,将电压补偿情况分为7种(5种为电压暂降情况,2种为电压突升情况),并根据每种情况的各自幅值、相角特点,计算DVR输出的补偿电压的幅值和相角,并给出最小能量补偿的依据.同时,在DVR传统结构上进行改进,以最新的三单相独立补偿取代传统的三相同时补偿,形成3个独立的充电电路、储能电容和输出补偿电路,提高了DVR的响应速度和精度,而且增加了抑制电压突升的功能.在Matlab/Simulink仿真软件下进行的单相电压跌落补偿试验,仿真结果显示,所提的补偿算法在不同电压突变情况下,均可对系统进行恰当的电压补偿,并能保证DVR消耗的能量最小.     

单相级联H桥整流器平方电压反馈控制算法

以单相级联H桥整流器为研究对象,对其控制策略进行了研究。首先在采用双闭环控制策略的基础上,构建了dq前馈解耦模型,并通过二阶广义积分算法改善了虚拟交流分量对系统的影响,实现了网侧电流对电压相位、频率的快速精确追踪。其次,对传统电压平衡控制算法进行了改进,通过对功率平衡关系的定义,将输出电压平方作为控制信号,增强了系统自适应能力,提高了系统在投切载时的动态性能。最后,基于MATLAB/Simulink软件进行仿真,验证了所提策略的正确性和有效性。     

链式STATCOM相内直流电容电压平衡控制方法

在链式H桥变流器拓扑下,给出STATCOM直流侧电容电压稳态数学模型,分析相内直流侧电容电压之间不平衡的原因,重点研究电压内环对直流侧电容电压平衡稳定控制策略,给出不加电压内环与传统加电压内环控制策略。在不影响直流侧平衡的同时,提出一种改进式的电压内环控制新策略,该策略可以提高直流侧电压的稳定性,缩小稳态误差。最后,通过搭建电压6 k V、容量2.8 Mvar链式STATCOM的试验样机,验证该策略的可行性与优越性。