双三相永磁同步电机无差拍电流预测控制

传统PI控制器的双三相永磁同步电机四维电流矢量控制无法有效抑制交变的谐波电流分量,且动态响应速度较慢.为有效降低相电流谐波畸变率,提高矢量控制动态响应速度,提出了一种基于无差拍的双三相永磁同步电机电流预测控制策略.引入无差拍控制器控制基波平面电流,可以提高系统动态响应速度.同时,在谐波平面引入比例谐振(PR)控制器,可以实现对谐波平面电流的无静差跟踪.仿真和试验结果表明,所提出控制策略在动态响应和谐波抑制的效果上均优于基于比例积分(PI)控制器的四维电流矢量控制.     

单相逆变器并网控制方法的对比研究

传统的单相光伏并网逆变器通常采用PI控制器。然而PI控制器有两个缺点,除了抗扰能力有限外,在参考信号为正弦波的情况下还具有稳态误差。为了克服这些缺点,本文对比例谐振控制(PR)和无差拍控制进行了研究,并与传统的PI控制器进行对比。首先,通过在基波频率处引入一个无穷大的增益并对比例谐振控制器(PR)的性能进行分析。此外,采用无差拍控制原理,设计适合单相光伏逆变器系统的无差拍控制器。并通过调整PR控制器的主要参数进行控制器设计。文章最后通过仿真,对PR控制器和无差拍控制器的动态和稳态特性以及总谐波失真(THD)等性能进行相比分析。结果表明,无差拍控制器具有更好的动态干扰抑制能力,而PR控制器具有良好的稳态特性。     

基于有源阻尼的并网逆变器电流内环H_∞重复控制

该文首先根据两相静止坐标系下三相LCL型并网逆变器模型无耦合的特点,建立基于两相静止坐标系的电流内环控制系统。进而对采用电容电流反馈实现有源阻尼的LCL型并网逆变器进行状态空间方程建模,在此基础上利用H∞控制理论设计满足稳定性要求的并网电流内环重复控制器,实现在控制逆变器输出电流以较小的稳态误差跟踪基波参考值的同时,抑制各整数次谐波电流输出。最后在一10k W三相LCL并网逆变器样机上实现所设计的电流内环控制器,以验证其性能。通过与传统多谐振比例谐振(proportional-resonant,PR)控制器的实际控制效果相对比,实验结果证明采用该文提出的方法设计的H∞重复控制器能明显减小并网电流谐波含量,并有良好的稳态和动态性能。     

电网谐波背景下风电并网逆变器的PRI控制方法

针对分布式发电接入的配电网常常因负荷影响而含有大量的低次谐波问题,分析了分布式发电中电网电压对逆变器并网电流的影响,提出了一种兼具谐波补偿和直流扰动抑制功能的比例谐振积分(PRI)控制器。与传统比例谐振(PR)控制器相比,积分环节的引入有效地提高了控制器的低频增益,特别对直流分量的扰动具有明显的抑制效果。最后在1台50kW的三相三电平并网逆变器上进行了样机实验。实验结果表明,PRI控制器不但可以在稳态时大幅减小并网电流的谐波含量,而且在动态过程中可以迅速地抑制并网电流的直流扰动。PRI控制器非常适合作为分布式发电并网逆变器的控制方法。     

基于电感电流无差拍控制的三相并网逆变器

针对传统并网逆变器的电流矢量PI控制存在功率耦合问题,需要进行复杂的解耦控制,难以实现并网逆变器系统无稳态误差控制。为了解决这一问题,文章采用瞬时功率外环和电感电流无差拍内环的控制策略,推导了三相并网逆变器的离散数学模型,减少了大量坐标变换,简化了并网逆变器控制系统的设计。通过Matlab仿真结果表明,在并网电流发生变化时,该控制策略仍可以实现并网逆变器输出有功、无功的功率解耦,且并网逆变器的输出电流具有良好的动态跟踪性能,电流谐波含量较低,满足并网要求。     

三相LCL并网型逆变器谐波抑制策略

针对LCL型并网逆变器谐振问题,选用电容电流反馈的有源阻尼法是解决他的有效方法。与双PI调节器控制相比,准PR调节器具有响应速度快、鲁棒性能好,并且更加有效的控制并网电流。为了在LCL型并网电流基础上再次降低谐波含量,本文提出了一种在电网电压微分前馈基础上加入了多谐振控制的控制方式。对于并网电流谐波抑制,进行适当的等效变换。然后,针对电网电压对电流内环干扰的消除,正弦变化的信号无差跟踪,可以采用多谐振的准PR控制器。最后,对这种谐波抑制策略进行Matlab/Simulink仿真,验证了所提策略的合理性和有效性,同时系统的动态性能和稳态性能以及抗干扰能力大幅提高,并且使并网电流的谐波含量得到了有效的降低。且该策略对三相电容的检测可以省略,节省费用。     

基于DPWM1的无差拍解耦控制的三相并网逆变器

针对三相并网逆变器的特点,提出了一种新的基于不连续PWM调制的无差拍解耦控制策略。和传统不加补偿的无差拍控制器相比,新的无差拍控制器在相同的采样频率下可以减少输出电流脉动和畸变,改善了三相并网逆变器的性能。分析了不同不连续PWM的特点,根据三相并网逆变器的特点,DPWM1方式被采用。采用电网电压定向矢量控制和无差拍控制,实现了三相并网逆变器的d轴电流和q轴电流的解耦控制,使d轴电流控制三相并网逆变器的有功功率,q轴电流控制三相并网逆变器的无功功率。加了控制延时补偿的无差拍控制器,具备非常快速的动态响应能力,真正实现一拍达到给定值。实验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

三相四桥臂并网逆变器的无差拍重复控制

为提高三相四桥臂并网逆变器的动、静态特性,采用改进无差拍控制内置重复控制器的复合控制方法对并网电流进行控制。无差拍电流控制能够快速准确地跟踪给定信号,基于内模原理的重复控制通过在基频及其整数倍频处提供高增益可快速消除每一周期的稳态误差。根据电压型三相四桥臂并网逆变器的数学模型,推导了无差拍控制算法,并分析了无差拍控制中的控制延时对系统稳定性的影响;内置的重复控制器能改善无差拍控制对电感参数敏感的缺陷并降低算法对模型精确度的依赖,从而消除周期性稳态误差,通过对模型传递函数的分析,得到重复控制器的最佳补偿拍数。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能实现对参考电流的快速准确跟踪。     

基于准PR控制的逆变器优化控制

逆变器并网控制过程中往往利用比例积分（PI）控制器追踪信号,然而在正弦电流信号的追踪过程中往往由于冲击性负载的作用,给系统带来稳定性误差和系统扰动等问题,本文提出了一种基于比例谐振（PR）控制技术的准比例谐振（PR）逆变器优化控制策略。首先对PR控制器的原理进行了介绍,通过对PR控制器的改进构成了准PR控制器,重点分析了准PR控制器控制参数对系统性能的影响,从而确定系统最优时控制器的参数,并在准PR控制的基础上添加谐波补偿环,有效消除特定次数谐波。利用MATLAB/Simulink进行仿真实验,对PI控制器与准PR控制器的实验结果进行对比分析,验证了改进的准PR控制能够在逆变器并网系统中实现无静差追踪和稳态误差消除,保证了系统的动态稳定性。     

双馈风力发电系统并网逆变器不同控制策略分析

双馈风力发电系统并网逆变器采用并网电流反馈PI控制,虽然在理想电网条件下能够实现逆变器控制系统高功率因数、低稳态误差的性能,但存在电网谐波干扰情况时,系统的动稳态跟踪性能变差;此外,PI控制器可以直流信号实现零稳态误差,但无法消除交流信号的谐波分量,且需要多次的复杂坐标变换和解耦控制。由此,提出一种基于并网电流反馈、电容电流反馈的多谐振PR控制,提高了系统控制精度;引入低次谐波补偿项后,能够有效抑制并网电流波形畸变。仿真结果证明了提出的控制策略不仅能实现对交流信号无静差控制和具有良好的动稳态跟踪性能,而且系统并网电流的谐波含量较少,满足电网对风力发电系统并网的要求。     

基于电流无差拍控制的三相光伏并网逆变器的研究

为了使光伏并网发电系统输出高质量的电能,在分析无差拍控制工作原理的基础上,推导了一种三相光伏并网逆变器电流无差拍控制PWM算法,提出了一种基于电流无差拍控制的两级式光伏并网逆变器的总体控制策略。该控制策略包括MPPT(Maximum Power Point Tracking)环、直流电压环和交流电流环。Matlab/Simulink仿真验证了电流无差拍控制的有效性。最后将提出的控制策略应用到10 kW光伏并网逆变器中,实验结果验证了该并网控制策略的正确性和有效性,系统具有良好的动态特性和稳态特性。实验结果所得的三相并网电流总畸变率均在3%以内,优于国标规定值;并网功率因数为1。     

基于准比例谐振控制单相并网逆变器的研究

设计一种具有零稳态误差的单相并网逆变器系统。详细的讨论分析了比例积分(PI)控制器、比例谐振(PR)控制器和准比例谐振(PR)控制器。利用MATLAB/Simulink搭建单相并网逆变器仿真模型并进行仿真分析,证明了准PR控制器消除稳态误差和抗电网干扰方面的优越性。最后,搭建了一个1k W的基于准比例谐振控制的单相并网逆变器实验装置,对理论分析结果进行了验证。     

谐波功率均分的改进分频下垂控制器

提出一种谐波功率均分的改进下垂控制器。改进后的下垂控制器功率控制环通过加入特定次谐波下垂控制器可以实现基波和谐波功率精确均分,电压环采用准谐振PR控制,实现在较宽频带内逆变器输出电压的零稳态误差控制,准谐振PR控制器截止频率可调以满足系统动态响应速度。基于Matlab/Simulink的仿真和基于DSP的样机试验均验证了所提出方法的正确性和可靠性。     

基于模糊PR和PI控制的三相逆变器并网研究

针对传统PI控制的局限及谐振控制参数固定等问题,提出模糊PR控制,并与PI以并联方式在αβ坐标系下控制三相逆变器并网,从而提高稳态电流质量。模糊PR控制技术,在谐振频率处有无穷大增益,可以无误差跟踪交流量,并根据误差大小和变化率对PR控制的比例参数和谐振系数在线调整。同时利用PI控制具有较大范围的增益和抑制谐波能力,使系统满足最优性能要求。详细分析了PR控制器参数的设计,最后通过仿真实验,将新控制策略和PI控制以及PR和PI控制相比较,证实所提方法的可行性。     

三相光伏并网逆变器控制策略

在三相光伏并网逆变应用中,如何改善并网电流质量是备受关注的问题。采用LCL滤波器并网虽然提高了滤波效果,减小了滤波器体积,但是控制变得复杂。结合现有控制方法,本文提出了在dq同步旋转坐标系下带有电网电压前馈的比例积分(PI)级联比例谐振(PR)控制思路。建立了dq系下的三相逆变器模型,进行了控制器的分析推导,采用电压前馈改善了并网接入时的动态特性,通过PI实现了并网电流的无静差跟踪控制,级联PR实现了对特定谐波分量的有效抑制。最后,进行了仿真及在实际100kW光伏阵列下的并网逆变测试,实验结果表明该控制方案可以实现并网电流的平滑起动,能有效地降低并网电流的谐波含量。     

单相并网逆变器准比例谐振控制器的设计

针对光伏并网逆变器的比例积分(PI)控制器存在稳态误差,抗电网干扰能力差的问题,提出了一种准比例谐振(PR)控制策略,利用其在谐振频率处增益无穷大的特点,消除稳态误差,提高抗干扰能力同时设计了准PR控制器的参数。仿真结果验证了所设计的准PR控制器能实现系统电流无误差跟踪,具备抗电网干扰能力。     

光伏并网逆变器电流控制策略的研究

并网电流控制技术不仅影响并网逆变器的电流质量,而且是决定并网逆变器成功并网的关键技术,因此迫切需要一种优良的并网电流控制策略。通过建立并网逆变器数学模型,分析并网逆变器在比例积分(PI)控制下的并网电流存在稳态误差和电网扰动等问题,对此研究了2种并网电流无静差控制策略:单周期控制和准谐振PR控制。通过Matlab仿真比较了3种控制策略对并网电流的控制性能。仿真及实验结果表明准谐振PR控制器具有优良的控制性能。     

配电网中分布式发电系统的复合并网控制方法

分析了光伏并网发电装置的工作原理和电路拓扑结构,从光伏并网发电的控制策略出发,针对带本地负载的光伏并网发电系统产生的谐波、无功消耗等问题,提出一种基于比例谐振(PR)控制的分布式发电并网控制方法,该控制方法把比例谐振控制(PR)和比例积分控制(PI)相结合,利用PR控制可以通过对参考信号的无差跟踪实现零稳态误差的特点,可以补偿新能源并网发电时本地非线性负载消耗的无功和产生的谐波;利用PI控制简单实用、鲁棒性强的特点,可以使并网逆变器稳定的向电网输送电能。最后,利用Matlab/Simulink仿真验证了本控制方法的可行性和合理性。     

三相并网逆变器改进定频模型预测电流控制

三相并网逆变器传统模型预测控制存在开关频率不固定和输出电流谐波含量较高的问题,给并网逆变器输出滤波器的设计带来了一定困难,并且影响并网逆变器的运行效率。为此,提出一种三相并网逆变器改进定频模型预测电流控制算法,在每个控制周期采用三个电压矢量,通过 轴电流无差拍控制来确定每个电压矢量的作用时间,以电流跟踪误差最小选择最优电压矢量组合,再经过DPWM0调制得到开关信号,实现输出电流定频控制且谐波含量降低。仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于重复原理的无差拍控制单相逆变器

采用了一种基于重复原理的无差拍控制单相逆变器的控制方案,即根据无差拍控制中的周期预测与重复控制的相似性,利用谐波信号的周期性进行预测与控制。通过重复控制器来修正无差拍控制中由于各种原因而造成的周期性的控制偏差,对重复控制器各环节进行合理的设计以改善系统的动态性能和稳态性能。该控制方案既保留了无差拍环节动态响应快的特点,又吸纳了重复控制无稳态误差的优点。系统处于稳定运行状态时,重复控制可增强系统抗周期性干扰能力,改善系统稳态特性;负载出现大的扰动时,无差拍环节可感受到输入误差的突变并立即产生调节作用,保证系统有较快的响应速度。对该控制策略进行了全面的理论分析,基于理论分析,在Matlab中对该系统进行了仿真设计,同时搭建了一个单相SPWM逆变器的硬件平台,在该硬件平台上采用数字控制算法实现了该控制方案。仿真与实验结果均表明,与传统的无差拍控制相比该控制方案能获得更好的动、稳态性能。