三相APF切换和空间电压矢量联合控制方法

首先,建立三相APF切换仿射线性系统的模型。然后,根据三相电源电压的空间电压矢量图及波形图,将三相电源电压分成6个扇区。再根据凸组合稳定条件,在每个扇区内设定满足系统二次稳定的切换子系统的组合,并为系统选取共同的李亚普诺夫( Lyapunov)函数,根据切换系统稳定性理论,在这些切换子系统的组合中选取使得Lyapunov函数导数最小的子系统。最后,仿真分析和实验结果证明了所提出方法的可行性。     

容错型三相四开关有源电力滤波器及其控制策略

有源电力滤波器(APF)多基于三相六开关拓扑,为提高其运行可靠性,提出一种基于元件冗余的三相四开关容错型APF。针对三相六开关APF的故障判别,应用功率器件承受电压变化识别桥路开路故障;研究了基于谐波检测APF补偿算法与控制电源电流跟踪电网电压APF补偿算法的关系,指出容错型APF切换控制中更适合采用电源电流直接跟踪补偿算法;在三相四开关APF数学模型基础上,研究了直流母线中点偏移对三相四开关APF补偿性能的影响,提出一种直流中点电压差值前馈补偿方法。扩展了配置直流侧储能的情况下,容错型APF的有功调节实现方法;设计了APF容错控制切换策略和硬件实现的电流滞环跟踪控制电路,在建立的三相四开关APF平台上,实验验证了所提方法的有效性。     

DC/DC变换器的切换仿射线性系统模型及控制

DC/DC变换器控制的主要难点之一在于它所特有的混杂特性。从切换线性系统理论及无源系统理论角度提出了DC/DC变换器建模和调节问题的新方法。首先建立基本DC/DC变换器Buck、Boost和Buck-Boost的切换仿射线性系统模型,然后根据凸组合稳定条件及无源性理论,选取电感和电容的储能函数为各切换子系统的共同Lyapunov函数,据此划分各子系统的运行区域,构造切换律保证系统在任意切换下的二次稳定,最后进行了仿真分析和验证。所提出方法不仅适用于开关变换电路的控制,亦适用于其他具有端口受控哈密顿结构的切换系统的控制。     

四桥臂APF定频滞环电流控制

提出了一种基于空间电压矢量的三相四桥臂APF定频滞环电流控制方法。该方法通过一组外滞环比较器,快速判定参考电压区域,将参考电压矢量空间分成四个平行六面体。通过一组內滞环比较器,根据参考电压所在区域,选择适当的三相开关独立地控制相应的相间电流,解耦后实现定频滞环控制。该方法还考虑了误差电流相位调节,使误差电流达到最优,提高了控制精度,同时保持了稳定的开关频率。最后应用PSCAD/EMTDC电力暂态仿真软件验证了本文方法的有效性。     

考虑系统延时的三相APF切换系统建模与H∞控制

考虑系统时滞因素,突破传统对有源电力滤波器（APF）分析时所用的近似线性化处理方式,建立了一种基于离散仿射切换理论的三相APF仿射时滞离散切换模型。在此基础上将电网侧谐波电流作为控制输出,前馈预测的指令谐波电流与理想指令谐波电流误差作为干扰项,提出H∞控制器和切换规则的设计方法,进而实现谐波电流跟踪控制。仿真分析表明,该方法在精确反映三相APF动态特性的同时有效补偿了系统时滞,避免了时滞现象对系统补偿效果和稳定性的不良影响。     

电源电流正弦化的降低APF容量控制策略

针对三相有源电力滤波器(APF)应用于电源畸变环境下降低容量问题,分析了APF的补偿目标,通过对电源电压进行基波正序分解,得到基波有功功率及基波无功功率,并得了APF的补偿电流,提出电源电压基波正序的电源电流正弦化补偿策略,在电源畸变条件下准确获取了补偿除基波有功功率和基波无功功率之外其他功率的补偿参考电流,减少了APF的总电流和自身损耗,实现APF容量降低。仿真结果验证了所提控制策略的正确性及有效性,对传统低压配电网络电力滤波改造提供了一定的参考。     

单相有源电力滤波器的非线性切换控制

针对线性控制策略造成的有源电力滤波器（Active Power Filter,APF）补偿误差,利用非线性动力学的切换系统理论,提出了一种APF切换控制的新方法。首先建立APF切换系统精确模型,然后利用APF平衡状态推导出APF切换系统误差模型,在此基础上设计合理的切换路径作为系统的控制输入。该输入可以使系统渐近稳定,系统的误差状态变量趋于零,实现APF精确补偿。通过与传统线性电压控制策略进行仿真比较,结果验证了该方法的合理性和有效性。     

考虑电源电压畸变时的有源电力滤波器控制方法

在谐波电压较严重的电网中,对于以电源侧电流补偿为正弦波作为控制目标的有源电力滤波器(APF),需要考虑APF接入点处畸变电压的影响.本文分析了此类APF基于正弦波电源电压的控制方式的缺点,提出了一种具有接入点处谐波电压前馈控制的闭环控制新方法.这种控制方法不仅计算简单,便于工程实现,而且有效地提高了有源电力滤波器的动态响应速度.仿真结果表明,即使在电源电压严重畸变的情况下,APF也能取得很好的滤波效果.     

基于PI神经元网络的三相四开关电力有源滤波器研究

针对电力有源滤波器的应用越来越广泛,成本要求越来越高,并且容错需求也逐渐显现的情况,提出基于PI神经元网络控制器的低成本三相四开关电力有源滤波器。对PI神经元网络控制机理进行分析,设计其在三相四开关APF中的应用模型。参考经典电压空间矢量算法,对三相四开关APF电压空间矢量进行数学推算,对三相四开关APF电压空间矢量调制算法进行计算,提出确定矢量空间区间的"旋转坐标法"。最后进行仿真和实验,结果验证了所提理论的正确性。     

三相三线有源电力滤波器滞环电流控制策略

滞环电流控制是三相四线有源电力滤波器（APF）常用的电流控制方法,但在三相三线APF中应用不够成熟。分析了三相三线APF滞环电流控制策略的原理及可行性,给出了滞环控制中关键参数的设计和选择方法。通过对开关模态及三相电流关系的分析,推导出了三相三线APF直流侧电压选择的理论参考公式。在此基础上提出一种基于双数字信号处理器的APF数字滞环电流控制方法,实现了全数字化三相三线APF的滞环电流控制,实验结果证明了该方法的有效性。     

定子双绕组感应发电系统的滞环电流控制方法

提出了一种基于空间电压矢量的适用于定子双绕组感应发电系统的滞环电流控制新方法.该方法将滞环控制与空间电压矢量PWM控制相结合,根据控制绕组的电流误差矢量与参考空间电压矢量的区域分布,选择最佳的电压矢量运行,使各相电流误差被限定在给定滞环内,准确跟踪各相给定电流,实现静止励磁控制器三相桥臂间的关联控制,消除相间影响.该方法实现简单,即能限制开关频率,又能有效减小电流误差,改善电流跟踪性能.实验结果证明了该方法的正确性和有效性.     

三相并联型有源电力滤波器预测直接功率控制

针对传统直接功率控制开关频率不固定的问题,提出一种电网平衡条件下有源电力滤波器的预测直接功率控制策略.以有源电力滤波器交流侧输出电压为控制对象,通过一定的预测算法计算出有源电力滤波器交流侧参考输出电压,以保证瞬时功率跟踪功率参考值.利用空间矢量脉宽调制( SVPWM)方法控制有源电力滤波器的交流侧输出电压跟踪该参考电压.仿真比较分析,预测直接功率控制比传统直接功率控制具有更优越的谐波抑制效果.研制了实验样机证明了所提出的预测直接功率控制方法的正确性和可行性.     

有源滤波器空间矢量脉宽调制电流跟踪算法的优化

为提高有源滤波器的电流跟踪性能,针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)电流跟踪算法的不足,提出了一种用于并联有源滤波器的SVPWM电流跟踪算法的优化方法。该跟踪算法利用三相相间误差电流的正负来判断空间指令电压矢量所在的区域。与传统SVPWM电流跟踪算法相比,省略了三相电网电压的检测环节,即省略了判断空间指令电压矢量所在区域的复杂运算,从而简化了硬件电路,同时也简化了算法。针对以三相不可控整流阻感负载为谐波源的电路模型,分别采用传统SVPWM电流跟踪算法和所设计的SVPWM电流跟踪算法作为有源滤波器的电流控制方法,进行了滤除谐波电流的实验。     

有源电力滤波器的电流控制新方法

基于最优电压空间矢量原理,提出了适用于并联型有源电力滤波器的双滞环电流控制新方法,达到了减少高次谐波分量、加快响应速度的目的。利用具有较大带宽的迟滞比较器采用“尝试-错误-校正-保持”的方法确定了参考电压空间矢量区域,通过引入电压空间矢量提高了直流侧电压利用率,降低了开关频率,改善了有源滤波器性能。仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。     

有源电力滤波器谐波检测与补偿在采油平台电网的应用研究

针对采油平台电网谐波检测和补偿的不足,提出基于瞬时无功功率理论的检测方法,并对该方法进行分析。仿真和试验证明,该检测法不仅动态响应速度快,而且精度好。对于补偿控制策略,建立了并联型三相三线制有源电力滤波器的数学模型,对空间电压矢量PWM控制基本原理进行研究。仿真和样机结果表明,基于空间电压矢量PWM技术的补偿电流控制方法的补偿效果最佳。     

基于模糊滞环空间矢量的变换器控制策略

采用滞环空间矢量控制的三相电压型变换器电压外环调节主要依赖于传统比例积分(PI)调节器,所以当系统状态或者自身参数变化时,将难以使系统获得满意的动态性能。针对该问题,在电压外环引入模糊PI调节器,根据工程经验在线调整P、I参数,以应对系统变化。同时给出电流内环滞环空间矢量控制中开关状态的选择原则。仿真和实验结果表明,所提控制策略能够有效保证系统稳态性。此外,与采用传统PI调节器的滞环空间矢量控制策略的对比结果表明,所提控制策略可以将变换器的暂态响应时间减少55%以上,使系统获得更为出色的暂态性能。     

基于SVPWM串联有源电力滤波器控制策略的实现

针对三相电网中谐波的影响,本文介绍了串联有源电力滤波器的结构及其补偿特性。在有源电力滤波器补偿控制方式上,采用空间电压矢量SVPWM的控制技术,克服了传统控制方式动态响应速度慢、开关频率波动大的缺点,使整个补偿系统开关频率恒定,补偿精度高且动态响应快。     

双闭环SVPWM控制的并联型有源电力滤波器仿真研究

给出了三相电压型PWM逆变器的数学模型,通过解耦得出一种新型快速双闭环电流控制策略,并将其用于有源电力滤波器（APF）电流控制系统。分析了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理,与正弦波脉宽调制（SPWM）相比,该方法提高了控制精度,减少了开关损耗,直流侧电压利用率高。仿真结果证明了该新型双闭环SVPWM控制方法可以使补偿电流较为准确地跟踪电流指令,抑制负载谐波电流,是一种较为有效的电流跟踪控制方案。