离网条件下的三相四桥臂逆变器控制策略研究

针对微电网中用户负载可能不平衡的特点,研究了一种用于微电网系统的三相四桥臂逆变器。建立三相四桥臂逆变器在a-b-c静止坐标系下和d-q同步旋转坐标系下的数学模型。利用对称分量法对逆变器输出电压进行基波正序、负序和零序分量分解,研究分别采用正序、负序和零序旋转坐标系下的电压、电流双闭环控制方法,搭建了以英飞凌XEl64FN单片机为控制核心的硬件实验平台,并进行实验研究,实验结果证明所用控制方法的正确性。     

不平衡负载下四桥臂逆变器的积分滑模控制

为了解决逆变器在不平衡负载下三相输出电压不对称的问题，提出一种基于矢量控制的积分型滑模控制器。首先推导四桥臂逆变器在dq0旋转坐标系下的数学模型；基于此模型设计积分滑模控制器，对逆变器系统中参数变化敏感性较低，并采用李雅普诺夫函数稳定性理论验证系统的稳定性。仿真结果表明：逆变器在不平衡负载下能够输出对称的三相电压；当系统参数摄动或负载突变情况下，系统表现出良好的动态特性和较强的鲁棒性。     

Vienna整流器网压重构功率控制

在电网电压不平衡下采用双闭环PI控制策略需对电网电压正负序分量分别控制,同时其参数整定较为复杂、稳定性能较差。为了简化在不平衡下的控制结构,提高系统的整体控制效果,提出了一种在电网不平衡下的Vienna整流器网压重构功率控制策略。首先,通过在αβ两相静止坐标系下对电网不平衡电压采用网压重构控制进行处理,减少了坐标变换,取消了正负序分量分离;然后,从优化整定参数复杂性的角度,建立以瞬时功率理论为基础的预测功率数学模型,取消了PI控制器参数的整定;最后,通过在MATLAB/Simulink中搭建基于网压重构的预测功率控制与PI双闭环控制策略的仿真模型进行对比分析。对比分析表明,相比于传统PI控制策略,控制策略在电网不平衡下降低了网侧电流总畸变率约70%,在电网不平衡且负载突变下降低了约40%,并进一步在实验平台上验证了该控制策略的可行性。     

一种新型三相光伏逆变器的设计和控制

随着电力电子技术的发展,各种各样的不平衡负荷连接到了电网之中,这样就会因电网电压的不平衡而导致电能质量下降,严重影响了用户的正常使用。传统的三桥臂逆变器在负载是三相对称情况下输出的电压是三相对称的。但如果是三相负载不对称的情况,就很难输出对称的三相电压。为了解决这种因不平衡负载影响电能质量的问题,采用三相四桥臂逆变器。这种逆变器可以在不平衡负荷的情况下,有效地抑制不平衡负载电流对电压的扰动,保证输出的三相电压近似对称,其控制策略是利用一种新型的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)的方法。MATLAB验证了三相四桥臂在一定程度上能够解决在不平衡负载下输出三相对称电压的问题,它还具有结构简单、体积小、重量轻、电压利用率高的优势。     

基于三维空间矢量控制的三相四桥臂逆变器的研究

三相四桥臂逆变器比普通的三相三桥臂逆变器多一个臂对,普通的2D SVM已经无法满足这种逆变器控制的需求。因此提出一种静止abc坐标系下的3D SVM,这种方法不需要坐标变换,计算相对简单。同时,各个开关电压矢量的物理意义十分明确。该文对三相四桥臂逆变器的工作原理进行分析,推导出3D SVM的算法,通过MATLAB/Simulink软件对这种控制方法进行仿真验证。结果表明:在三相平衡负载情况下,三相四桥臂逆变器能够保持良好的动态特性和电压输出特性。     

一种新颖的三相逆变器解耦方法

在对三相逆变器系统的主电路拓扑结构进行了理论分析的基础上,根据三相逆变器的中点电压同逆变桥开关状态相对应这一特性,提出了一种正弦脉宽调制(SPWM)控制的新的四桥臂三相逆变器拓扑结构,该结构通过第4桥臂的多电平输出来控制三相逆变器中点电压,实现了逆变器三相电压的解耦控制.最后采用Matlab进行了仿真实验.实验结果表明,该方法易于实现带不平衡负载、非线性负载等多种情况.     

基于优化数字低通滤波器的动态电压恢复器软件锁相环

针对三相不平衡情况下负序分量以及电压畸变对软件锁相环锁相精度的影响,在对软件锁相环常用的低通滤波器进行研究的基础上,综合考虑锁相精度和动态响应时间,提出了一种基于优化数字低通滤波器的软件锁相环。采用惯性滤波器来改善Butterworth低通滤波器的性能,抑制由负序分量和电压畸变经过正序同步坐标变换引入的高频谐波分量,提高了锁相环的抗干扰能力和锁相精度。理论分析和仿真研究验证了其有效性和可行性,结果表明该方法能够有效抑制负序分量和电压畸变的干扰,满足DVR电压凹陷检测对锁相精度和动态性能的要求。     

非理想电网下PWM整流器的多谐振控制研究

针对非理想电网电压不对称并含有低次谐波成分,使三相脉冲宽度调制(PWM)整流器的电网电流不对称且严重畸变而影响其正常运行的问题,提出一种PI+多谐振控制的电流控制方法。首先建立了PWM整流器旋转坐标系下的数学模型,并分析了非理想三相电网电压在旋转坐标系下的特性,然后在传统电压、电流双闭环控制的基础上,提出在电流控制环路的PI控制器上叠加多谐振控制的方法,以实现电网电流谐波的抑制和三相电流平衡控制,给出了各电流控制器的参数设计方案,进而分析了提出的控制策略的鲁棒性。最后针对10 k W的PWM整流器平台,进行了非理想电网下的仿真和实验验证。结果表明,该方法能大幅改善非理想电网电压下整流器的网侧电流质量。     

宽频带低失真组合式三相逆变器的研究与实现

研究了宽频带低失真组合式三相逆变器.为解决宽范围频率调节问题,提出了自适应同步调制方法.为减少输出电压波形失真,采用了单极性倍频调制和嵌入式复合控制（重复控制和PI控制）相结合的控制策略;给出了以数字信号处理器（DSP）为核心控制器的实现方案,通过实验验证了该逆变器在300～800Hz全频率范围内都具有良好的输出电压波形（失真度小于1％）.     

含无功电流注入的光伏低电压穿越策略研究

针对光伏系统低电压穿越问题,为保证光伏在一定时间内不脱网连续运行且向电网提供无功电流,对光伏并网逆变器控制策略进行了研究。在考虑逆变器电流限制的情况下,提出了一种根据电压跌落情况向电网注入无功电流的低电压穿越策略。该策略在电压跌落不严重情况下,保持光伏有功功率输出不变,尽量提供无功功率;在电压跌落较严重情况下,光伏不输出有功功率,全部输出无功功率。同时在电网不对称故障下,引入了负序控制消除由负序分量引起的有功功率波动,并推导出了最大无功功率设定值计算公式。在PSCAD仿真环境下,验证了控制策略的合理性和有效性。研究结果表明,该控制策略能根据电压跌落情况充分利用光伏对有功功率和无功功率的控制能力,在一定情况下保证有功功率输出又能最大限度地提供无功功率,有助于并网点电压的恢复。     

基于降阶谐振控制器的三相逆变器电压控制研究

在电力行业中,电压型三相逆变器是电力系统能够正常稳定运行的重要设备,对能源转换的可靠性与有效性具有极其重要的作用,因此,三相逆变器电压控制技术受到世界各国专业学者的关注与研究。三相逆变器的输出端搭载非线性负载时容易受到谐波因素干扰,进而影响到输出电压的质量,而在三相逆变器中搭载降阶谐振控制装置能够有效解决这一问题。基于此,本文对降阶谐振控制器与三相逆变器的原理进行简单分析,利用仿真模拟试验的方法验证降阶谐振控制器在电力系统中的实际作用,以此研究基于降阶谐振控制器的三相逆变器电压控制。     

电流源型逆变器滑模控制策略的研究

针对三相电流源型逆变器易受非线性负载变化和外界扰动等影响,采用线性化控制技术存在系统动态响应慢、输出波形畸变等问题,提出一种变速趋近的滑模变结构控制策略,新建了三相电流源型逆变器的数学模型,并采用空间坐标变换对其简化,最后确定了系统滑模切换面,推导出变速趋近控制量。最后仿真实验结果表明该控制策略能够实现较好的逆变输出波形和较快的系统动态响应。     

配电网静止同步补偿器的不平衡分析与控制

研究电网电压不平衡条件下D-STATCOM的运行特性和控制方法。通过运用开关函数法和序网络分析法分析了电网电压不平衡对D-STATCOM输出性能的影响和装置的过流现象。利用改进的开关函数调制法改善了D-STATCOM的输出性能,利用负序前馈控制有效抑制了装置的过流,既防止了D-STATCOM在电网电压不平衡时的过流问题,又改善了D-STATCOM逆变器的输出性能。仿真结果表明了文章的分析结论和提出的控制方法是正确的、有效的。     

基于预测前馈PI控制的单相PWM整流器的研究

为了减小单相电压型PWM整流器直流侧输出电压的响应时间和超调,提高系统的稳定性,在结合传统控制策略优点的基础上,设计了一种基于旋转d-q旋转坐标系的前馈解耦和预测前馈PI联合控制策略。通过构建虚拟正交电流分量实现网侧电流的单相旋转坐标变换和采用前馈解耦控制,对网侧电流性能指标的改善,并采样直流侧电压相邻时间段的差值与电流的乘积实现预测前馈PI控制。仿真结果表明,预测前馈PI控制策略能够减少系统的响应时间、超调、改善系统的稳态性能以及抗干扰能力,并得到单位功率因数和较小THD网测电流下运行的直流侧电压波形,从而证明本文设计的控制方案的可行性和正确性。     

电力电子变压器优化控制策略研究

针对传统控制策略不平衡负荷引起电压不对称的问题,提出了电力电子变压器优化控制策略。通过分析电力电子变压器的工作原理,计算不考虑谐波情况下的三相不平衡线性负载,根据正、负、零序电压相量图,研究负载不平衡对电力电子变压器电压产生的影响。同时,使用双移相控制策略,调节内移相度,抑制回流功率,通过输入均压、输出均流措施,抑制网侧电流谐波,完成电力电子变压器优化控制。由实验结果可知,使用双移相控制策略的控制效果较好。     

一种离网型风力发电系统的不平衡控制策略

研究一种不平衡负载下离网型双馈电机的定子端与转子端变换器协调控制策略.在系统数学模型的基础上,对转子端变换器提出了一种直接电压控制方案,为了提高系统的动态响应和鲁棒性,设计了一种基于扩张状态观测器的转子电流控制方案,即通过扩张状态观测器估计系统总扰动,并以前馈方式消除该扰动.针对负载不平衡问题,通过在定子端采用三相四脚变换器对定子电流的零、负序分量进行补偿,消除了不平衡负载对双馈感应电机的不利影响,改善了发电系统的电能质量.为了减少控制器的计算负担,对定子端变换器交流侧的电流采用比例-谐振(PR)控制,有效地避免了繁琐的正、负序分离计算,简化了控制算法.仿真和实验结果验证了该方案的正确性及可行性.     

微电网不平衡电压的并网逆变器控制策略

由于微电网中有大量的单相负载运行,其三相电压容易出现不平衡。在微电网电压不平衡下,并网逆变器传统的锁相环(PLL)控制输出电流产生大量谐波,为减少输出电流谐波,提出一种基于全通滤波器的无锁相环直接功率控制策略。在微电网电压不平衡条件下对所提出的制策略进行验证,实验结果证明了该控制算法的有效性。     

基于广义瞬时无功功率理论的谐波电流检测

针对传统的电网谐波检测过程中仅能检测总谐波含量的问题,提出了一种基于广义瞬时无功功率理论的新检测算法。该算法在传统的瞬时无功功率理论i p-i q基础上进行了改进,先把电网谐波电流进行广义的旋转坐标变换,使得被检测电流变为直流分量,再将其通过低通滤波器后进行了坐标反变换,最后得到了所需的特定次谐波电流。同时对三相电网电压不对称引起的正余弦信号相位偏差进行了验证,得出了电压不对称不影响检测结果的准确性。研究结果表明,该算法灵活性高,只需要修改坐标变换的矩阵,就可以检测出不对称三相三线制系统中的任意次谐波的正序、负序分量,两者相加即得到所需的谐波电流。Matlb仿真结果验证了该检测方法的可行性。     

光伏反激并网微型逆变器THD性能仿真研究

针对光伏反激并网微型逆变器的输出功率随着太阳能电池输出功率不断地变化,且在逆变器的输出功率比较低时并网输出电流的总谐波失真(THD)指标不能满足并网要求的问题,研究利用PI准谐振控制器对光伏反激并网逆变器进行了并网控制。通过运用状态空间平均法建立了光伏反激并网微型逆变器的数学模型,基于该数学模型建立了仿真模型,对传统的PI控制器与PI准谐振控制器的控制性能进行了仿真分析。研究结果表明,在不同输入电压、负载条件下,采用PI控制器的逆变器输出并网电流的THD较大,不能满足并网要求;而采用PI准谐振控制器时THD均小于5%,能满足并网要求,从而验证了新控制方法的有效性。     

三相电压型PWM变换器无电压传感器和不平衡输入的控制策略

针对三相电压型脉宽调制(PWM)变换器在无电网电压传感器和不平衡电网电压状况下的运行,研究了其控制策略.通过构建虚拟磁链作为PWM变换器的同步信号源实现了无电压传感器运行.通过正、负序分量分离方法,减少由输入相电压中的奇次谐波引起的直流母线电压上的偶次谐波含量,实现了PWM变换器在电网电压不平衡状况下的运行.然后通过M...