三相PWM整流器前馈与滑模变结构控制研究

在两相旋转坐标系下对三相电压型PWM整流器进行建模分析。针对双闭环PI控制策略抑制负载扰动及电网电压波动能力差,以及系统动态响应慢等问题,提出了负载电流前馈策略来提高系统抗负载波动能力。并且电流环采用基于PID趋近率的滑模变结构控制策略来满足前馈控制策略对内环响应速度的要求,并提高系统动态性能以及鲁棒性,PID趋近率可以有效抑制传统变结构的抖振问题。应用Matlab/Simulink软件进行仿真,并以DSP TMS320X2812为核心搭建优化控制器的三相VSR实验平台,进行仿真及实验验证。结果显示本文所提出控制方法可有效抑制负载变化、电网电压波动以及其它干扰所对直流电压稳定性的影响,具有很强的鲁棒性,动态响应速度快且性能稳定。     

STATCOM在不平衡电压凹陷抑制中的控制策略及仿真分析

采用加装STATCOM是缓解电压凹陷给供电质量造成的不良影响的一种有效方式,sTATCOM可以有效提高现代电力系统电压的稳定性。本文首先分析了sTATCOM的原理,在此基础上对sTATCOM在电压凹陷的工况下提出了一种对补偿电流和负载电压进行分别调节的补偿控制策略。不平衡电压凹陷的条件下,加装sTATCOM后,电压就可维持在限定范围内,提高了电压的稳定性。仿真结果证明了所提出控制策略的正确性和的有效性。     

三相电压型PWM整流器控制新技术的研究

根据电压型PWM整流器在同步旋转dq坐标系中建立的整流器电流控制数学模型,基于电流前馈解耦,解决了有功电流和无功电流互为耦合问题。为克服直流电压响应较慢、抗扰性较差的不足,提出了采用电流内环、基于滑模控制的电压外环电压型PWM整流器的新控制策略。由于采用滑模控制的电压外环,提高了整流器直流电压跟踪和电流跟踪能力,使系统具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强的优点。文中给出了系统控制器的设计方法。通过正常负载及负载扰动情况下的计算机仿真,证明了新控制策略的可行性。     

定子电流补偿与转子虚拟电阻协同控制策略

为解决电网电压骤升情况,研究双馈异步风力发电机在高电压穿越下的动态特性,设计出一种定子电流补偿与转子虚拟电阻协同控制的高电压穿越方案。虚拟电阻控制策略会增加直流母线侧电压,导致电网故障程度加重,定子侧增加电流补偿项的控制策略可以达到控制直流母线电压的作用。转子侧增加虚拟电阻和定子侧增加电流补偿项协同控制策略的方法,可以降低直流母线侧电压,缩短电压振荡过程,从而提高系统的高电压穿越能力。通过在Simulink仿真软件搭建增加转子侧电流补偿项的传统控制模型和定子电流补偿与转子虚拟电阻协同控制策略模型进行仿真,得出定子电流补偿与转子虚拟电阻协同控制策略可以有效抑制有功和无功功率、直流母线侧电压、电磁转矩和转子电流冲击幅度,同时加快母线侧电压恢复时间,提高系统故障穿越能力。     

基于电压定向的光伏LVRT控制策略

为提高光伏发电系统的低电压穿越(LVRT)能力,提出了一种单级三相系统下的LVRT控制策略。该控制策略运用电压前馈并引入PI调节器,实现电流内环的解耦控制。在LVRT期间采用卸荷电路来稳定直流侧电压,并根据电网电压的跌落深度发出相应的无功功率,支撑电压的恢复。在Matlab/SIMULINK中建立了仿真模型,仿真表明该控制策略具有可行性。     

基于电流无差拍和PI复合控制的新能源并网技术

为了提高新能源整个并网系统的性能,在分析无差拍控制和PI控制的工作原理基础上,提出了基于电流无差拍和PI复合控制的PWM逆变的控制策略。通过Matlab/Simulink建模仿真三相并网系统,采用LCL滤波器滤波。当系统接三相对称纯阻性负载和整流性负载时,将系统逆变电压与电网电压、逆变电流与电网电压进行比较,以及对三相逆变电流进行谐波分析。仿真结果表明,该并网控制策略能较好地跟踪电网电压,波形畸变较小、动态响应快。     

基于空间电压矢量的永磁同步电机恒转矩控制方法研究

针对矢量控制和直接转矩控制两种控制策略,本文研究了永磁同步电机空间电压矢量调制直接转矩控制方法,并采用空间电压矢量调制直接转矩控制策略对永磁同步电机进行了恒转矩控制的模拟仿真,提高了控制系统的稳定性。     

基于RC滤波融合二次方运算的Boost-PFC变换器研究

为减少开关变换器电流谐波对电网的污染,降低变换器输出电压超调,提高变换器的稳定性,以单相Boost型拓扑结构功率因数校正（PFC）变换器为研究对象,对变换器原理及其工作模态等效电路进行分析。基于平均电流控制方式,提出一种RC滤波融合二次方运算的输入电压采样方案,在输入电压采样支路增加一个RC滤波电路和一个二次方运算电路,更精确地对输入电压进行采样,从而减少变换器电流谐波、提高变换器稳定性。在Matlab/Simulink软件中搭建仿真电路,同时设计了实验样机进行验证。结果表明,与传统功率因数校正电路相比,该方案有效减少了变换器电流谐波,抑制了变换器输出电压尖峰,同时提高了变换器的输出稳定性。     

平均电流模式下模糊控制输出电压的功率因数校正方法

提出了平均电流模式下基于模糊控制输出电压的功率因数校正方法。该方法在电流环通过PI调解器进行输入电流波形校正的同时,使用模糊控制器来控制输出电压,并利用MATLAB对系统进行建模和仿真,从而以数字方式实现PFC。     

基于广义积分器二自由度PID控制的LCL变流器

本文提出了一种基于广义积分器的LCL并网逆变器单电流反馈二自由度PID控制策略（Generalized Integrator based Two Degrees of Freedom PID Control Strategy,GI-2DoF-PID）,该方法不用增加电压或电流传感器就可实现有源阻尼控制,系统成本低。GI-2DoF-PID的比例积分环节实现并网电流跟踪,而基于广义积分器的微分环节则增强LCL逆变器的阻尼系数,有效抑制系统与电网形成的谐振尖峰,提高系统可靠性与稳定性,改善系统的动态响应速度。本文推导了GI-2DoF-PID电流控制系统的传递函数,分析了系统的稳定裕度与动态特性,提出相应的参数设计原则并选取了合适的控制参数。构建了基于PLECS系统仿真模型,仿真结果表明：GI-2DoF-PID控制的LCL并网逆变器可以有效抑制LCL滤波器谐振;在电网电压严重畸变时的满载并网电流畸变率仅为3%,远低于国家标准的要求;当系统从半载跳变到满载时,系统超调量低,响应速度比其他方法更快。     

交流电气化铁路牵引网电压跌落补偿技术的研究

电能在生产、变换、传输和分配的过程中,电力网都要产生功率损失,从而消耗一定的电能。供电部门在对企业实施现代化管理时,对网损的管理必然是主体内容,其目的是逐步降损,提高电力网运行质量。本文主要从电力网的网损构成与降损途径两方面进行详细的分析,为电网管理部门做好降损节能工作打下基础。     

直流微电网双向AC/DC变换器鲁棒前馈控制策略研究

针对双向AC/DC功率变换器在直流微电网母线电压稳定性方面的问题,文中提出了一种结合LESO和滑模理论的前馈鲁棒控制策略。通过建立直流微电网三相AC/DC双向功率变换器的动态数学模型,架构了三阶线性扩张状态观测器,并将三阶LESO的观测值用于滑模控制器的设计。该控制策略能够在不需要额外电流传感器的情况下实现前馈控制,并确保系统具有良好的动态性能。该策略还能够有效降低滑模控制的实现难度,提高系统的鲁棒性。仿真分析验证了文中所提控制策略的有效性。     

DFIG风电系统网侧变流器控制策略仿真研究

在研究双馈型风力发电系统中网侧变流器基本工作原理的基础上,建立DFIG并网系统网侧变流器的数学及控制系统模型。为了更好地提升并网风电系统的控制效果,采用一种基于前馈解耦控制的双闭环控制策略对网侧变流器实行控制,以提高逆变波形及直流母线电压的稳定性。通过在仿真软件Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真研究,验证控制策略的可行性及有效性。     

Analysis and Design of a Modular Three-Phase AC-to-DC Converter Using CUK Rectifier Module With Nearly Unity Power Factor and Fast Dynamic Response

In this paper, the analysis and design of a modular three-phase ac-to-dc converter using single-phase isolated CUK rectifier modules is discussed based on power balance control technique. This paper analyzes the operation of a modular converter as continuous-conduction-mode power factor correction (CCM-PFC). Design equations, as well as an average small-signal model of the proposed system to aid the control loop design are derived. It is used to obtain the inductor current compensator, thus the output impedance and audio susceptibility become zero, and therefore, the output voltage of the converter presented in this paper is independent of the variations of the dc load current and the utility voltage. The control strategy consists of a single output voltage loop and three-inductor current calculator. The main objective of the proposed system is to reduce the number of stages and improve dynamic response of dc bus voltage for distributed power system. The proposed scheme offers simple control strategy, flexibility in three-phase delta or star-connected, simpler design, fast transient response, good inductor current sharing, and power factor closed to unity. Both simulation and experimental results are presented. They are in agreement with the theoretical analysis and experimental work.      

基于准比例谐振的电流双闭环光伏并网控制

光伏并网逆变器的控制技术是光伏发电系统的关键环节,其中基于电流闭环的矢量控制技术在并网逆变器中应用比较广泛。为了解决同步旋转dq坐标系下解耦控制繁琐、困难等问题,本文研究了一种基于准比例谐振的电流双闭环控制策略。仿真结果表明,在静止坐标系下可以对特定频率(谐振频率)的正弦信号进行无误差跟踪,该方法简单可靠,同时还能有效抑制电网电压的扰动。     

适用于弱互联电网的光伏逆变器LVRT控制策略研究

目前,光伏装机在电网中占比越来越高,并网光伏逆变器也有严格的低电压穿越要求。现行低电压穿越标准要求逆变器在低电压穿越期间按照曲线给予电网足够的无功电流支撑,但是没有对期间的有功电流响应做出明确要求。弱互联区域电网稳定不仅和无功电流相关,也在很大程度上和有功电流相关,同时低电压穿越期间有功缺额对频率也有较大影响。文章分析了电网电压不平衡时锁相环控制方法,并提出了一种基于解耦双同步坐标系锁相环的低电压穿越期间有功电流无功电流协调控制策略,搭建了基于F28335+CPLD的硬件控制平台,并最终在硬件在环仿真平台中验证了控制策略的有效性。     

异步电机DTC系统脉动最小化研究

直接转矩控制具有控制简单、动态响应迅速、对参数变化鲁棒性强的特点,因此得到了广泛的应用。在传统的异步电动机直接转矩控制系统中,存在电压空间矢量对定子磁链幅值和磁通角的影响,特别是低速时系统脉动大。针对此问题,文章提出了一种的新的控制方法,该方法将磁链区间细分控制与电压矢量合成结合在一起,并通过引入模糊控制算法进一步提高了转矩响应时间,且减小了转矩脉动。仿真结果表明,本控制方法可以大大减小转矩脉动,具有较好的动静态性能。     

基于飞轮储能单元的动态电压恢复器优化补偿方法研究

配电系统中的电能质量问题一般与电压暂降有关,而飞轮储能装置具有效率高、功率大等特性,可用来解决电能质量问题。本文用一种基于飞轮储能系统的动态电压恢复器（DVR）解决配电网电压暂降问题,建立含飞轮储能单元并联型DVR模型,重点分析并联型飞轮储能系统的工作模式及相对应的充放电控制策略。配电网中DVR模型主电路采用混合级联H桥拓扑结构,在补偿控制策略方面,提出一种优化补偿控制策略,该方法可以减少所需注入DVR的有功功率和延长系统的补偿时间。通过仿真分析与实验验证,表明了所提模型以及相关补偿控制方法可行性和有效性。     

基于DSP控制的改进型PFC系统研究

文章简单介绍了传统Boost-PFC的原理和控制策略,提出了一种改进型的双环控制PFC算法,该算法能抑制由输入电压纹波引起的干扰,提高系统的稳定性。文中还给出了系统详细的参数设计以及利用TMS320F2812数字信号处理器对该算法进行实现的软件设计流程,建立了基于MATLAB的仿真模型。仿真及实验结果验证了该算法的正确性和可行性。