一种具有频率适应性的nk±m次谐波重复控制策略及其在四桥臂APF中的应用

针对重复控制动态性能和频率适应性差的缺点,提出一种具有频率适应性的nk±m次谐波重复控制器,采用该重复控制器的有源电力滤波器可以选择性地补偿nk±m次谐波,满足不同应用场合的需求;与传统重复控制CRC(conventional repetitive controller)相比,该重复控制器具有延时时间小、动态响应速度快等优点。当电网电压频率波动时,该重复控制器通过采用新型有限冲激响应FIR(finite impulse response)滤波器逼近CRC内模无法实现的小数延时部分z~(-F),并根据电网实际频率快速调整FIR滤波器的系数,实现其对电网频率变化的适应。仿真结果验证了该重复控制器的有效性和优越性。     

谐波补偿重复控制及其在逆变器控制中的应用

提出了一种nl±m次谐波补偿重复控制,以增强重复控制对谐波补偿的选择性。在传统重复控制的基础上对内模加以改进,使得重复控制仅对nl±m次谐波进行补偿,从而无需在实际系统中进行不必要的谐波补偿。该重复控制可以针对不同场合的需求给n和m赋以不同的数值,从而实现对特定谐波的高精度补偿。与传统的重复控制相比,该重复控制具有占用内存数目更少,动态响应更快,误差收敛时间更短的优点,并且提供了一种通用的表达式。最后,将该谐波补偿重复控制应用于单相PWM逆变器的波形控制中,通过仿真实验证明了其正确性和有效性。     

基于半周期DFT及重复控制的指定次谐波补偿

提出了一种基于半周期离散傅里叶变换(DFT)及重复控制补偿谐波的控制方法。该方法首先利用半周期DFT提取出指定次谐波,并通过比例积分(PI)控制器和重复控制器串联的方式对指定次谐波进行补偿。半周期DFT的指定次谐波电流检测和重复控制算法相结合运用在有源电力滤波器(APF)中,具有检测精度高、易于实现等特点。相较传统DFT方法,该方法节省了处理器的存储空间,降低了系统的运算量。通过实验对5次和7次谐波进行了补偿,验证了该指定次谐波补偿方法的有效性。     

基于奇次谐波重复控制的PWM逆变器的研究

针对PWM逆变器的重复控制器存在的控制实时性差,动态响应速度慢等问题,分析了一般重复控制器控制的PWM逆变器的谐波和误差,推导了奇次谐波重复控制算法,设计了一种PWM逆变器的奇次谐波重复控制器,在不同负载情况下对控制特性进行了仿真分析。仿真结果表明,奇次谐波重复控制器可以将奇次谐波抑制在0.5%以下,取得了较好的抑制效果。在突加负载情况下,THD达到稳定的时间和内存的占用只需原来的一半。     

基于改进型双模分数阶重复控制器的高速磁悬浮电机谐波电流抑制

主动磁悬浮轴承系统的转子不平衡和传感器跳动会使系统产生谐波电流,从而导致谐波振动。重复控制器能同时抑制同频和倍频谐波,但传统重复控制器必须确保控制系统的采样频率与实际转频之比为整数,极大地限制了其适用性。为解决此问题,设计了一种改进型双模分数阶重复控制器。采用拉格朗日插值法将分数阶变为整数,解决了重复控制的非整数延迟问题;通过双支路独立地消除奇偶次谐波,第1次、2次、3次、4次和5次谐波分别降低了87.9%、61.3%、86.9%、36.9%和85.3%。仿真和试验结果验证了改进型重复控制器对谐波电流抑制的精确性和有效性。     

基于重复控制的有源电力滤波器6k±1次谐波补偿

采用重复控制(RC)有利于提高有源电力滤波器(APF)的补偿性能。针对三相整流电路产生的6k+1次谐波为正序量,6k-1次谐波为负序量的特点,提出了dq旋转坐标系下的选择性RC内核,用于补偿6k±1次谐波。为消除该RC内核存在的N/6拍延时不为整数的影响,引入基于Thiran近似法的无限脉冲响应(IIR)滤波器来逼近所需的分数延时特性,提高系统补偿性能。采用重复控制器串联比例—积分(PI)控制器的复合控制结构,并对该复合控制系统进行了理论推导及稳定性分析,进而给出了控制器的详细设计方法。最后通过仿真验证了所提方法的有效性和优越性。     

高补偿精度并联型有源电力滤波器的控制策略

并联型有源电力滤波器能有效地抑制电网中的谐波电流,而其补偿精度取决于电流环控制器的设计。由于电流环参考和反馈电流由许多次谐波叠加而成且传统的比例积分控制器(PI控制器)带宽有限,因此控制器不能实现无静差输出。为此首先分析了传统单PI控制器在大容量有源电力滤波器应用中的局限性。然后提出了一种以T型滤波器(LCL滤波器)为控制对象的PI内环,重复控制器外环构成的双环复合控制策略用来改善输出电流波形,并给出了详细的设计方法和稳定性分析。该控制器对奇次、偶次谐波电流以及不平衡负载条件下的负序谐波电流均具有很高的补偿精度,且易于实现。仿真和实验结果证明了复合电流控制器在大容量有源电力滤波器应用中的有效性。     

一种复合式重复控制在并联型有源电力滤波器设计中的应用

传统重复控制可以实现多谐波信号的精确跟踪,在有源电力滤波系统中应用广泛,然而难以满足工业现场非线性负荷快速动态响应要求。此外随着高频谐波抑制效果明显的LCL滤波器在并联型有源滤波器中应用,基于重复控制的谐波电流跟踪控制器的参数设计需要进一步研究。因此本文给出一种复合式重复控制下采用LCL型滤波的并联型有源电力滤波器的控制器参数设计方法,并详细地分析了该复合式重复控制器动态和稳态性能,最后通过仿真和实验表明该复合式重复控制器设计方法的有效性和实用性。     

多同步旋转坐标系下指定次谐波电流控制

为提高有源电力滤波器(active power filter,APF)的补偿性能和动态响应,提出一种基于多同步旋转坐标的谐波电流控制策略,采用通过与某指定次正序或负序谐波角速度同步的旋转坐标变换,将该指定次谐波变为直流量,实现指定次谐波的检测和PI控制,从而实现对某指定次谐波电流的无静差补偿。完整的谐波电流控制器由多个独立不同角速度的谐波电流控制器叠加组成。建立了APF在谐波旋转坐标系下的数学模型,提出一种简单的电流耦合解耦策略。对指定次谐波电流控制器进行分析,从理论上证明了与传统的电流环控制方法相比,指定次谐波控制可提高补偿精度,并利用零极点对消方法对控制器参数进行了设计。实验结果验证了所提控制策略的优越性。     

SAPF的DFT复合电流控制策略研究

文章将三相并联型有源电力滤波器(SAPF)作为研究对象,先分析了PI与重复控制(RC)相结合的传统复合电流控制策略,该策略中的重复控制器在对周期性正弦信号实现高精度追踪的同时会放大高频谐波,对补偿效果产生影响.为此,提出了基于离散傅里叶变换(DFT)的改进重复控制器,改进结构不仅能针对特定谐波进行补偿,还具有更快的响应速度,与PI结合后的复合控制器则具有更为优异的稳态性能和动态特性.最后通过Matlab仿真结果验证了所提策略的有效性.     

基于DRNN自整定QPR-DMRC控制的并网逆变器技术

针对常规并网逆变器中电网电压会出现畸变及传统控制器动态响应差等问题,通过分析准比例谐振和传统重复控制策略的优缺点,提出了一种基于对角递归神经网络的改进型QPR-双模重复控制(DMRC)复合控制器并给出其控制算法,DRNN采用LM算法,利用DRNN参数自整定技术,对改进型QPR-DMRC控制器参数进行在线整定,该方法既能够有效地对奇、偶次谐波进行抑制,同时解决了QPR控制器参数整定困难等问题。采用Matlab/Simulink进行仿真研究,结果表明该方法能有效地降低系统谐波总畸变率,提高了系统的抗干扰能力,实现逆变器无静差稳定运行。     

无源与有源结合电力滤波器阻尼谐波振荡的重复学习Boost变换控制

提出了一种基于恒频Boost变换技术的PWM逆变器重复学习控制策略.该控制策略中,逆变器被视为Boost变换器实现谐波域内单位功率因数整流控制的同时,重复迭代学习策略由每个学习周期内Boost变换控制所产生的系统谐波电流获取被补偿谐波电压源的模型知识,从而形成PWM逆变器参考电压.以负载为晶闸管整流器的工业电力系统为例,验证了无源与有源结合的混合滤波器应用该控制策略的补偿效果.仿真结果表明,该控制器具有高稳定性、强鲁棒性、低稳态误差、快速跟踪等特点,抑制谐波振荡非常有效.     

应用低次谐波无静差消除策略的三相并联型APF

基于αβ坐标系,应用变步长自适应滤波算法对非线性负载的无功电流及谐波电流进行检测.通过将各低次谐波幅值也作为权值加入至自适应迭代算法中,有效地消除了低次谐波对步长收敛值及权值收敛值的影响,保证了检测算法的稳态精度.基于PI控制器设计了比例谐振控制器的参数,将谐波检测算法获得的各次谐波指令分别通过相应的比例谐振控制器进行控制,即可实现对基波无功及25次以下各次谐波的无静差跟踪.仿真及实验结果验证了该算法及设计的有效性.     

基于改进PI+重复控制的光伏逆变器谐波抑制方法

鉴于光伏逆变器与有源滤波器结构上的相似性,开发兼具谐波抑制功能的光伏逆变器有重要意义,对谐波分量的相位和幅值的准确跟踪与快速响应是光伏逆变器有效用于谐波抑制的保证。本文提出了一种基于改进PI+重复控制的光伏逆变器谐波抑制控制方法,该方法能够使光伏逆变器在利用PI控制器输出基波有功功率的同时,通过重复控制器输出较高精度的谐波电流补偿,同时考虑到重复控制器存在一周波延迟而动态响应差,加入谐波分量前馈控制以加快谐波抑制的动态响应速度。最后,仿真结果表明,与传统的谐波抑制方法相比较,所提控制策略在较少的计算量下实现多次谐波抑制,能够保证光伏逆变器的有功输出及谐波抑制的稳态精度与动态响应速度。     

基于VPI-OHRC的燃料电池并网逆变器控制方法

为提高单相燃料电池并网逆变器谐波抑制能力和运行可靠性,提出矢量比例积分控制(VPI)与奇次谐波重复控制(OHRC)相结合的电流控制策略。利用VPI控制器低频段优越的跟踪性能和稳定性,快速跟踪基波正弦电流,并提高系统稳定性;利用OHRC控制器实现奇次谐波的高效抑制,改善VPI的谐波跟踪误差,补偿系统相位滞后。5 k W样机实验结果验证了所提出控制策略的有效性。     

基于反馈型重复控制的STATCOM电流控制策略

在新能源及工矿等诸多应用领域,无功补偿和谐波抑制的需求往往同时存在,常规静止同步补偿器(STATCOM)+FC的补偿方式在经济性和技术性上难以满足要求。基于比例积分(PI)控制对直流量的零静差跟踪和重复控制器对周期性信号的高增益控制,提出了一种PI+反馈型重复控制的电流控制策略,实现了PI控制内环和重复控制外环在控制指令、控制量和响应时间上的解耦,获得了良好的阶跃响应和谐波补偿性能。该控制策略可通过准谐振型滤波器灵活提取网侧电流中的谐波,实现特定次谐波抑制。实验结果验证了所提出控制策略的有效性。     

双d,q坐标系下六相同步风力发电机控制策略

针对相移30°双Y型六相同步风力发电机,在考虑电机内部谐波磁场的基础上,建立了自然坐标系和双d,q坐标系下的电机模型;利用数学解析方式,对大型六相同步发电机的6n±1(n=1,3,5,...)次谐波分量特性进行分析。针对基波与谐波的特性,在双d,q坐标系下采用PI控制器与PR控制器相结合的控制策略,在减少控制器的同时实现了控制器之间的相互解耦。仿真和实验结果表明,该控制系统控制器数量少,无需滤波环节,能有效抑制谐波电流。     

基于重复控制的DSTATCOM补偿电流控制

针对配电网负载多样、谐波污染严重的情况,为提高配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)的无功补偿性能以及低次谐波抑制能力,提出比例积分(PI)与重复控制相结合的电流控制策略,利用PI控制器低频段优越的动态性能和鲁棒性,快速补偿基波无功,并利用重复控制器对周期信号的高跟踪精度,修正PI的谐波跟踪误差。频率特性分析表明,该控制策略可以有效消除传统PI控制在中频段的相位滞后,提高谐波补偿精度。为了提高装置补偿的灵活性和稳定性,通过谐振控制器构造带通滤波器,进行指令选择性提取,针对性补偿危害严重的特征次谐波,并避开系统谐振频率。实验结果验证了所提出控制策略的有效性。     

基于谐振控制器的双馈风电机组谐波抑制技术

分析了5,7次谐波电压对双馈风电机组的影响,提出了一种基于6次谐振控制器的谐波抑制方法,并分析了该方法的数字实现办法。该谐波抑制方法同时适用于转子侧变换器和网侧变换器,无需提取谐波分量,仅需添加一谐振控制器,占用少量的控制资源,便于工程应用。仿真表明了6次谐振控制器能有效地减小5,7次谐波电流,并且不会放大其他次谐波。最后,在2 MW双馈风电机组实验平台上进行了验证,实验结果表明了该方法的有效性。     

基于IPI控制策略的APF控制

提出基于重复控制的积分-比例积分(IPI)控制策略,其将比例积分(PI)控制与重复控制并联,并对重复控制器进行改进,使IPI控制器实现无静差控制,有效提高系统的控制精度,实现大功率非线性负载时较好的控制效果.改进的重复控制器决定系统的稳态精度,PI控制器决定系统的动态响应速度.仿真和实验结果验证了所提控制策略在谐波控制及系统稳定性方面的有效性和可靠性.