基于比例谐振和谐波补偿的逆变器电流控制

提出一种新颖的基于LCL滤波的比例谐振和谐波补偿电流控制策略,对基波电流进行控制和谐波电流进行补偿,考虑光伏阵列电气特性受温度和光照条件的影响,将最大功率跟踪技术和功率因数校正技术集成在统一的控制系统,分析不同比例增益对系统稳定性的影响。仿真结果表明提出的控制策略具有强健的鲁棒性和稳定性,使注入电网电流和电网电压同相,功率因数为1,总谐波畸变率满足国际IEEE关于分布式发电并网的要求。     

多电平逆变器并网功率因数双重校正技术

针对电网电压相位跟踪、直接功率控制等逆变器并网控制技术,存在实时性差、参考电流不准确,功率因数低,总谐波畸变率(THD)高等缺点。提出了一种多电平逆变器并网功率因数双重校正技术,即通过逆变器输出侧电压和电流的相位差(即功率因数自校正)与逆变器输出侧电流和电网电压之间的相位差(即功率因数他校正),双重校正来实现逆变器的单位功率因数并网。用直接相位比较法测量相位差,并采用易于数字实现的空间矢量调制(SVPWM)算法。通过MATLAB/Simulink仿真,验证了控制方法的有效性。     

电网电压畸变下的级联H桥光伏并网逆变器谐波抑制控制策略

三次谐波补偿策略可有效解决单相级联H桥光伏并网逆变器的功率不平衡问题,但在电网电压畸变下易发生并网电流畸变.针对这一问题,提出一种电流谐波抑制环来消除电网电压畸变所带来的影响,并降低电网电流畸变率.分析了电网电压畸变导致电流畸变的机理原因,在此基础上,提出了将并网电流中的谐波成分作为控制对象,实时反馈至系统中,通过闭环...     

一种有源功率因数校正电流畸变抑制控制技术

为了减少风机驱动系统对电网造成的谐波污染,设计了一种带有功率因数校正功能的风机驱动器。在此项技术中,电流过零点畸变会影响功率因数校正的性能,为此提出了一种新的过零点畸变抑制方法并给出了理论证明和具体实现方式。采用占空比前馈补偿的数字控制,可以减小输入和输出电压对电感电流控制的干扰,从而使得输入电流能理想地跟踪输入电压。为了验证前馈补偿的效果,对输入阻抗进行分析进而说明了前馈补偿对电流相位超前的抑制作用。为得到准确的反馈电流,提出了一种电流采样方法,根据开关的占空比信息在一个PWM周期的两个不同时刻采样两次。文中所提出的方法可以有效抑制电流相位超前,减小电流过零点畸变,优化电流采样算法。仿真和实验结果都证明了所提出方法的正确性和有效性。     

无桥PFC新型控制算法

针对无桥功率因数校正(PFC)电路在传统控制算法下,由于升压电感位于电网交流侧而存在输入电流过零点畸变问题,提出了一种新的高功率因数控制策略。在新控制策略下,避免了无桥PFC电路在输入电压过零点处输入电流畸变,同时使输入端达到很高的功率因数。论文详细分析了传统控制算法下无桥PFC输入电流过零点畸变的原因,推导了输入电流畸变的时间范围,讨论了影响输入电流THD的相关因素,然后比较了两种控制策略下电源的PF值和输入电流THD,最后通过仿真和实验验证了新型控制策略在抑制电流谐波畸变率方面的正确性和优越性。     

单相Boost型PFC变换器无差拍电流控制方法研究

提出一种考虑时间延时的无差拍电流控制算法,推导出单相Boost型功率因数校正(PFC)变换器在两拍周期内电感电流的数学表达式,进而得到开关器件的占空比控制信号。该方案实现了电网电流快速准确地跟踪电网电压,有效减小了网侧电流总谐波畸变率(THD)。还验证了基于广义二阶积分器(SOGI)的锁相环(PLL),应用该PLL可实现网侧单位功率因数。仿真和实验均证明了上述方法性能良好,可满足运行要求。     

一种程控功率因数可调开关电源的设计

由于输入电流波形畸变,开关电源的输入电流中含有大量谐波成份,不仅功率因数低,而且会对电网造成污染。针对传统开关电源的不足,设计了一种基于单片机和FPGA控制的半智能型功率因数可调开关电源系统。所设计的功率因数校正电路中采用的同步整流技术解决了输入电压交越失真问题,实现了输入电压的无缝整流。此外,程控系统能对电路参数进行实时监测和显示,藉此实现了对电路功率因数的设定和电路的过流保护。测试结果表明,该开关电源系统的功率因数可调,效率在96%以上,稳定度较高。     

一种应用于航空电源的单相APFC技术

升压型有源单相功率因数校正（Boost APFC）变换器在输入电压过零附近,输入电流会发生畸变（简称过零畸变）。随着电网频率增加,（尤其是航空电网频率在360Hz-800Hz时）,畸变会变得更加严重,谐波含量也会增加。因此,传统的电流环路设计方法不适合应用在航空电源中。该文介绍了一种抵消超前相位导纳技术,可以修正控制环路电流参考值,消除电流相位超前,减小了在输入电压频率较高时的过零畸变,使谐波含量满足航空RTCADO-160D标准。基于控制芯片UCC3817,制作了一台实验样机,实验结果证明了该方法的可行性。     

基于APFC电路的UDVR的研究

为了消除无功电流、提高电网功率因数,将有源功率因数校正电路(APFC)应用于可连续运行动态电压恢复器(LYDVR)中.通过控制APFC电路中的开关管可以抑制整流器向系统注入的谐波,并将电网功率因数提高到近似为1.单相APFC电路采用电压外环、电流内环的双闭环控制策略,控制电路简单、成本低.逆变器采用开环控制策略,补偿策...     

基于无源与自抗扰的Vienna整流器控制策略研究

为提高整流器抗干扰能力与减少对电网的不良影响,采用T型VIENNA整流器实施直流输出电压、交流输入电流的综合控制。在建立三相T型VIENNA整流器数学模型的基础上,提出非线性虚拟阻尼注入的无源电流控制算法,使输入电流具有跟踪速度快、稳态精度高、谐波畸变率低的特性;采用直流侧电压反馈误差非线性控制的自抗扰算法,实现了在负载扰动和电网电压波动时直流侧电压的快速恢复和稳定输出。该控制策略与典型的电压比例-积分调节(proportional-integral controller,PI)+电流PI或传统无源电流控制策略相比,可使Vienna整流器运行于高功率因数,低谐波畸变率,直流侧输出电压稳定,抗负载、电网电压扰动能力强。仿真与实验结果验证了T型Vienna整流器电压、电流误差非线性控制的无源与自抗扰策略的可行性和有效性。     

具有快速动态响应的数字功率因数校正算法

为了提高功率因数校正(power factor correction,PFC)输出电压对负载变化的动态性能,在分析电压环对输入输出谐波影响的基础上,提出一种快速动态响应数字PFC算法。该算法通过增大电压环带宽来提高负载动态响应速度,采用矢量旋转方式产生谐波补偿量来抵消因电压环带宽增大引起的二次谐波。它无需增加外围硬件电路,通过与控制芯片相对应的图形化编程方式完成快速动态响应数字算法。实验结果表明当负载功率发生大范围变化时,所设计的系统具有快速动态响应能力,同时输入电流总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)小于10%,功率因数达到0.99。     

A Boost PFC Converter With Programmable Harmonic Resistance

Power factor correction (PFC) converters with low harmonic input resistance are desirable loads to support the reduction of the harmonic distortion on the feeding grid. Therefore, a novel control strategy is proposed. Whereas previously proposed controllers tried to obtain a resistive behavior of the converter with a constant input impedance for all frequencies, including the fundamental, the proposed control strategy allows to set a harmonic input resistance which is independent of the input power level of the converter. Consequently, the harmonic input resistance remains low, even when the input power of the converter is decreased, which adds to the stability of the feeding grid. This paper describes the operation of a digitally controlled boost PFC converter with the new control algorithm. Experimental tests on a 1-kW prototype show that a practical realization of the algorithm is possible and that a programmable harmonic input resistance of the converter is obtained. The converter contributes to the damping in the power system, which is an important feature to mitigate harmonic voltage distortion due to resonances. The damping potential of the converter with the proposed control strategy is demonstrated on a scale model of a distribution system with a parallel resonance     

Converter-connected distributed generation units with integrated harmonic voltage damping and harmonic current compensation function

The steadily growing share of converter-connected distributed generators, combined with a large amount of nonlinear and unbalanced loads connected to the electric power system, has led to a degraded power quality. Both harmonic voltage and harmonic current distortion may cause many unfavourable effects on the power system. However, the converter-connected distributed generators can be redesigned to have a positive effect on the distortion of the grid voltage. Two different approaches can be discerned. At the one hand, distributed generation units can be controlled to synthesize a resistive load for harmonic voltage components. This approach is called harmonic voltage damping. At the other hand, if the polluting current of an adjacent nonlinear load is measured and added to the control loop, the converter-connected distributed generator is able to compensate all harmonic current components of the nonlinear load. This approach is referred to as harmonic current compensation. In this paper, a control strategy for a converter-connected distributed generator is extended with a harmonic voltage damping function and a harmonic current compensation function. Experimental tests show that the voltage distortion of the grid voltage can be significantly improved.     

单周控制的三相三开关高功率因数整流器

谐波污染已引起世界各国的高度重视.功率因数校正(PFC)是治理谐波的一种有效方法.本文研究了基于单周期控制的三相三开关高功率因数整流器,推导了三相三开关升压整流器的控制规律,设计了一种基于单周期控制技术的PFC控制器,该控制器不需要乘法器,更不需要对电源电压进行检测,其控制逻辑非常简单且以恒定频率工作.完成了7kW三相高功率因数整流器的设计与实验研究,进行了稳态与动态响应试验,试验结果表明系统的功率因数可达0.98,且实现了单位功率因数校正和低电流畸变.     

一种单相降压型PFC电路及其非线性控制

以Buck为基础的单相功率因数校正(power factor correction,PFC)电路,器件电压应力小,输入、输出电流控制能力强;但输入电流存在固有死区,造成输入电流畸变。提出一种双电路模式的单相降压型PFC电路,通过加入1个辅助开关和1个二极管,在传统Buck PFC变换器的输入电流死区时间段,使电路工作于Buck-Boost模式,消除电流死区。对于Buck与Buck-Boost之间的切换控制问题,基于单周期控制,推导出一种非线性控制策略,不同工作模式具有相同的电流控制律,消除了模式切换造成的电流畸变,从而实现单位功率因数。设计了1台开关频率为50 k Hz、输出为100 V/1 A的实验样机,在175~265 V输入电压范围内,输入电流保持较低的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)。电路实现2个开关管共地,驱动电路设计简单;且不同电路模式采用相同的电流控制律,简化了控制,有利于实际的工程应用。     

基于滞环控制的高功率因数VIENNA整流电路的研究

针对三相VIENNA整流器谐波畸变率高、功率因数低等问题,本研究以三相VIENNA整流器为研究对象,研究了拓扑结构、基本工作模态、功率因数、控制方法、仿真等。采用电压外环电流内环的滞环控制策略,并通过MATLAB/Simulink仿真软件进行开环以及闭环的模拟仿真,通过仿真的对比和试验,结果表明:使用滞环控制策略的三相VIENNA整流器可以满足直流侧稳压输出和功率因数校正等要求,同时也降低了交流侧输入电流的谐波含量。     

基于模糊PI的Boost PFC变换器的控制改进

为了减小开关变换器电流畸变对电网供电质量的影响,同时提高负载电压的动态响应性能,本文针对一个实际的单相功率因数校正装置设计改进控制方案。在建立小信号模型的基础上,根据其频域特性设计了相应的补偿器,并将电压环控制环节改进为模糊PI控制器。仿真运行结果表明,本文所设计的Boost PFC变换器的输出电压波形得到很好的改善,有效提高了电网供电质量。     

基于多机组并联的10 kV电网有源滤波器扩容方法

随着新能源发电、电力传动为代表的电力电子装置的大规模应用,供电网络中存在有大量谐波分量及无功冲击,有源滤波器(APF)正是在上述背景下提出的。然而,受限于电力电子器件单体容量限制,单机APF无法满足10 kV输电网络大容量补偿需求。为此,提出一种基于多机并联技术的10 kV电网有源滤波器扩容方法,考虑到10 kV电网负载侧特有的中压、大电流特性,采取变流器并联技术实现APF装置容量提升。建模可知,并联APF电路模型中存在低频环流通路,从而影响并联APF控制系统电流内环运行特性,为此采取零序电压修正方式实现并联APF环流限制。最后,10 kV/1 MW工程样机对APF并联补偿技术进行可行性验证,装置投入后10 kV网侧电流总畸变率由23.4%降低为3.1%,且谐波分量均集中在两倍开关频率及其倍频段。     

基于高频交流链接技术的大功率高压直流电源

当前大功率直流电源普遍采用直流链接技术和无源功率因数校正方案,电网侧电流谐波较大、功率因数较低且尺寸较大。基于高频交流链接(HF AC link)技术的变换器具有优异的电网侧性能,且不需要大容量的直流储能环节和滤波电抗器,尤其是在大功率电源中有利于减小尺寸,结合串联谐振电路,还可以减小损耗,以满足移动平台对高功率密度、高效率的要求。采用状态平面图法分析了在三相激励条件下的串联谐振电路断续模式下的电流特性,并得到了精确的控制参数表达式,对串联谐振电路采用脉冲密度调制(PDM)的方式调节和稳定直流电源的输出。在对单脉冲电流特性分析基础上给出了基于电网相位进行前馈的控制策略,并构建了前馈和反馈控制相结合的控制系统并对其进行仿真和实验。实验结果与仿真结果一致,表明在负载电阻560Ω上产生28.6k W,即4k V的条件下,电压纹波低于1%,输入侧功率因数为1,各相电流总谐波含量低于5.5%。