改进的PWM整流技术控制策略研究

针对不可控或半控整流引起电网大量谐波和无功日益严重问题,采用改进的前馈解耦控制策略对三相电压型PWM整流器设计,分析了三相电压型PWM整流器的数学模型及改进的前馈控制策略,在Matlab/Simulink平台下搭建了系统的仿真模型,与传统PWM整流器对比,并对三相电压型PWM整流器进行了系统试验。仿真与试验结果表明,该整流器能快速获得稳定的直流母线输出电压,鲁棒性良好。     

液压蓄能式波浪能发电系统及其控制方案研究

构建液压蓄能式波浪能发电系统,以降低电能传输过程交流侧电流谐波为目标,提出采用三开关Vienna整流器与T型三电平逆变器构成的电能传输方案.介绍发电系统组成部分,分析Vienna整流器与T型三电平逆变器的优势,并建立系统主要部件数学模型.在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,在不同波浪条件下对系统间歇发电模式...     

一种单相PWM整流器动态性能优化控制策略

以单相脉宽调制(PWM)整流器为研究对象,以提高其控制系统动态性能为目的,针对传统DQ电流解耦控制电压外环采用PI控制存在动态性能和抗扰性能差的问题,提出一种电压外环自抗扰控制的优化控制策略。首先采用基于延时法构建虚拟分量的方法建立单相PWM整流器在dq旋转坐标系下数学模型;然后根据电压外环方程进行电压外环自抗扰控制器设计,得到外环自抗扰控制,内环DQ电流解耦控制的优化控制策略。最后,对提出的控制策略进行仿真和实验验证,并与电压外环采用PI控制的控制策略进行对比研究,结果证明所提控制策略的可行性和有效性。     

交流励磁用LCL滤波的PWM整流器的研究

提出了采用LCL拓扑的滤波器来减少PWM调制导致的交流电流中的高次谐波的方案,对LCL滤波的三相电压型PWM整流器电路拓扑进行了分析,给出了LCL滤波器及LCL滤波的三相电压型PWM整流器的数学模型.采用了电压电流双闭环控制策略,对电压电流环的设计作了介绍.为了提高系统的稳定性,采取了电容串联电阻的方式.仿真结果表明,LCL滤波的整流器要比纯电感滤波器在滤除高次谐波方面效果好得多.仿真结果验证理论分析的正确性.     

PWM整流器在变速恒频风力发电系统中的应用

变速恒频风力发电系统要求励磁电源有良好的输入、输出特性和能量双向流动的能力.交-直-交双PWM变频器是理想的励磁电源,而PWM整流器是其中一项关键技术.文章从三相电压型PWM整流器主电路拓扑结构出发,建立了基于三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系的数学模型.阐述了电压、电流双闭环控制的基本原理和空间矢量脉宽调制技术在三相PWM整流器中的应用.在Matlab/Simulink环境下,对其进行了单位功率因数整流和逆变的仿真研究.结果证明,该整流器是满足交流励磁需要的理想整流电源.     

风力发电机侧整流器非线性自适应Backstepping控制

建立直驱永磁同步风力发电系统机侧三相电压型PWM整流器dq旋转坐标系下数学模型,针对其负载电阻、IGBT等效电阻、交流侧电感阻抗以及频率等参数存在不确定性,提出一种非线性自适应Backstepping控制算法。采用输入输出反馈线性化方法将其转化为一个具有严格参数反馈形式的非线性系统,在此基础上应用Backstepping递归方法进行控制系统设计,从而得到非线性自适应控制器及不确定参数自适应律。理论分析和仿真研究表明,所设计的控制器可以保证在系统参数不确定的情况下,实现网侧电流正弦化和相位控制,直流侧输出电压能够快速、无超调达到稳态,且具有很好的自适应性和鲁棒性。     

基于双积分滑模控制的光伏电压平衡器研究

文章采用三电平Boost电压平衡器将光伏电源接入双极性直流微电网。针对变换器正、负极输出电压不平衡问题,设计了一种基于PWM技术的双积分滑模控制器对电压平衡进行控制。与传统的PI控制器相比,该方法能提高系统的动态响应速度和增强鲁棒性。仿真结果表明,相比PI控制,该方法将电压平衡器的动态调节时间缩短42%以上,电压差峰值减小33%以上。同时,系统采取的控制策略能确保电压平衡的控制对光伏最大功率点追踪的控制影响极小。     

基于虚拟磁链的PWM整流器模糊自适应反推控制

三相PWM整流器传统双闭环PI控制参数整定困难且抗干扰能力较弱,控制器稳定性不高,跟踪速度较慢。提出一种新型的控制策略,针对传统虚拟磁链观测器存在的观测误差提出改进方案,利用改进的虚拟磁链观测器替代交流电压传感器,在降低系统复杂度和成本的同时,很好地解决了反推控制存在稳态扰动误差这一问题;根据非线性系统 Lyapunov稳定理论设计电压外环和电流内环反推控制器来代替传统的PI控制器,将模糊控制与反推控制相结合,对控制器中的关键参数进行实时优化。通过MATLAB/Simulink进行仿真,引入不同的扰动进行测试,结果表明,所提方法能有效提高系统的抗干扰能力和反应速度,具有良好的动态性能。     

三相PWM整流器高阶积分端末滑模控制策略

针对目前三相PWM整流器中PID控制器控制精度不高、鲁棒性较差,且传统积分滑模控制器滑模面抖振现象仍较大等问题,提出了一种三相PWM整流器电流内环高阶积分端末滑模控制策略。该控制策略结合了积分滑模面和端末滑模面,形成一种积分端末滑模面,从而获得有限的收敛时间,降低了稳态误差。并通过结合高阶滑模控制思想和传统P控制策略,提出一种高阶滑模趋近率,使得开关函数出现在控制量高阶方程中,有效降低了滑模面的抖振现象。最后,通过仿真试验证明了该策略的正确性和可行性。     

光伏多功能并网逆变器迭代SMC+LADRC电流内环控制策略研究

针对LCL型三电平光伏多功能并网逆变器存在谐波谐振、系统抗干扰能力弱、电流跟踪精度低以及新型配电系统下负荷负载的多变复杂性等问题,设计了一种迭代滑模控制与三阶线性自抗扰控制相结合的电流内环综合控制器。首先,建立d-q坐标系下LCL型三电平逆变器数学模型;其次,设计迭代滑模控制与线性自抗扰控制电流内环控制器,并分析了综合控制器的传递函数、响应速度、跟踪精度和谐波谐振抑制能力;最后,通过仿真验证了文中所提综合控制策略可较好地抑制谐振和电流谐波畸变现象,且电流输出波形质量良好。     

并网中小型风电系统最大功率跟踪控制

针对目前中小型风力发电系统发电效率低,提出了一种新型拓扑结构,即机侧采用三相PWM整流器,网侧采用单相PWM逆变器。在对永磁同步发电机数学模型和风力机最佳输出功率进行分析的基础上,采用转子磁链定向控制技术,实现对发电机输出的有功功率的控制,进而实现对风力发电机最大功率的跟踪控制;同时,在单相系统中引入"虚拟电路",使网侧单相变流电路参数可以转化到旋转坐标系下,实现无静差控制。通过仿真试验验证了控制策略的可行性。     

面向电流源型PWM整流器的双矢量模型预测直接功率控制

电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加。传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Model predictive direct power control,MPDPC)对传统控制策略进行改进。首先建立了三相PWM整流器的数学模型,给出了每个采样周期内的功率变化率,并推导出相邻采样周期之间的功率关系,然后给出基于单矢量的模型预测直接功率控制策略,提出了基于双矢量的模型预测直接功率控制策略,并优选出两个电流矢量,计算在一个采样周期内的作用时间,并对其进行修正。最后,在Matlab/Simulink仿真软件验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

双馈风电机组PWM变换器的控制策略及其参数优化

为提高双馈风电机组PWM变换器的控制效果、提高机组电能质量,基于双馈风电机组PWM变换器数学模型并结合矢量控制理论,提出利用非线性单纯形算法优化双馈风电机组PWM变换器PI控制器参数,并在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中对优化前后系统的动态性能进行了比较。结果表明,利用该优化方法能够改善控制系统的各项动态性能,提高了控制精度,且具有良好的鲁棒性。     

一种双负载VIENNA型整流器控制

根据双负载VIENNA型整流器拓扑结构,建立了基于端口受控的耗散哈密顿(PCHD)数学模型。提出了利用无源控制器控制交流电流,PI控制器控制直流电压的无源混合控制策略。基于PCHD数学模型,采用互联和阻尼配置方法设计了无源电流控制器,实现了交流电流快速跟踪期望值,并保证整流器的稳定性。Matlab/Simulink仿真结果表明,基于PCHD模型的无源混合控制策略能够使直流侧电压快速跟踪期望值,网侧电流正弦化及单位功率因数,并对负载变化具有良好的鲁棒性。     

多端柔性直流输电系统的阻抗建模及稳定性分析

与两端柔性直流输电(VSC-HVDC)系统相比,多端柔性直流输电(VSC-MTDC)系统更具灵活性和经济性,且有助于电力系统接纳新能源,在VSC-MTDC系统中,换流器需兼备整流器和逆变器的功能,其控制器参数会对系统的稳定性造成较大的影响,阻抗分析法可直接用于指导控制器的参数整定。为此,以一个三端系统为例,提出了适用于VSC-MTDC系统的阻抗稳定性分析方法,建立了系统的等效小信号阻抗模型,根据Nyquist判据判稳,并结合时域仿真,对直流电压控制器参数进行了分析和整定。仿真分析结果验证了所提阻抗模型和判稳方法有效、精确。     

三电平PWM整流器控制技术研究

建立了三电平整流器在d-q同步旋转坐标系统的解耦状态空间方程,采用电压和电流双闭环控制策略,并应用空间电压矢量调制方式进行基于MATLAB/Simulink仿真分析和实验研究.仿真结果表明,该方法具有良好的动稳态性能,控制精度高,确保了电网侧电流波形正弦化、单位功率因数为1,并能实现能量的双向流动.     

基于模糊自适应滑模变结构的PWM整流器

摘要： 为了提高三相电压型PWM整流器（VSR）的抗扰能力,通过分析三相VSR的数学模型,提出了基于同步旋转d-q坐标系的模糊自适应滑模变结构控制算法。该算法考虑到传统双闭环PI的缺陷性,将外环设置为模糊控制器和滑模变结构控制器相结合,利用模糊控制规则实时调整滑模趋近律,在提高系统鲁棒性的同时又能削弱滑模面上的抖振;内环将PI控制改为比例控制,简化系统结构。小波分析和MATLAB分析运行数据结果表明,基于模糊自适应滑模控制的三相VSR系统相对于传统双闭环PI系统具有更强的动态性能和跟踪能力。     

不平衡电网下PWM整流器反推直接功率控制

为提高PWM整流器的控制性能,提出一种基于反推算法的直接功率控制(BS-DPC)策略。讨论在平衡电网条件下BS-DPC的基本原理,并应用针对不平衡电网条件的BS-DPC新的控制目标和控制策略。在平衡电网条件下,对PWM整流器基于传统PI的直接功率控制、矢量控制和BS-DPC进行仿真研究。结果表明,BS-DPC具有优异动态性能的同时,可获得恒定开关频率,并减小电流谐波和功率波动,具有良好的稳态性能。另外,BS-DPC对参数及负载扰动具有很好的鲁棒性。不平衡电网条件的仿真研究可证明BS-DPC策略的正确性和有效性。     

模糊滑模变结构控制策略在PWM整流器控制系统中的应用

根据模糊控制和滑模控制两种控制方法,提出了一种三相电压型PWM整流器模糊滑模变结构控制系统,主要由滑模控制策略来稳定输出直流电压、实现交流侧电流正弦化、保持系统稳定运行,由模糊控制调节整个正常运动段以减弱滑模控制所特有的抖动现象。使用Matlab仿真软件分别对该控制系统和传统的双闭环PI控制系统进行了仿真对比和分析,并在DSP实验平台上对该系统进行了试验验证。结果表明,该控制系统在很短时间内就实现了整流器交流侧单位功率因数运行以及直流侧电压的稳定,并对负载突变和给定指令电压突变有良好的跟踪能力和鲁棒性,较传统的双闭环PI控制系统具有良好的动静态性能。     

地铁隧道风力发电系统研究

通过对地铁隧道风力发电系统的分析,了解地铁隧道风能特征,采用风轮直接驱动多级低速永磁同步发电机构建直驱型变速恒频的风电系统。在所建立的风力发电系统模型基础上,对永磁同步发电机进行了数学建模;选取了对应的电力电子变流拓扑方案,即采用不可控整流器后接直流侧电压变化的PWM电压源型逆变器型变流技术;采用粒子群优化算法对混合蓄能系统的平抑目标功率和功率配置进行了探讨;分别对变流拓扑和混合储能系统进行了仿真。仿真结果显示了该方案的可行性,可为地铁隧道风力发电系统的应用提供参考。