基于瞬时无功理论的单相逆变电源并联控制技术

提出了一种适用于光伏发电系统或大容量UPS系统的高性能逆变器并联的控制方案.该控制技术利用FPGA产生各并联逆变器SPWM调制波的频率和相位,并确保输出电压同步.把单相交流电压、电流构造成三相交流电压、电流,根据瞬时无功理论计算方法变换成2个直流分量,再用同步d-q变换得到有功电流和无功电流,利用DSP使2台逆变器并联...     

基于瞬时无功功率理论和模糊控制的新型SVC控制算法

为满足不平衡三相配电网的无功功率实时补偿的要求,设计了一种新型的FC-TCR型静止无功补偿器(SVC)控制系统。该系统采用瞬时无功功率理论来精确检测基波正序和负序电压、电流,并推导出补偿导纳的表达式;SVC的整体控制采用了开环和闭环控制相结合的控制算法,并在闭环控制算法中,提出了基于智能规则的模糊-PI双模调节技术在无功补偿控制系统中的应用方案。该方案结合了模糊控制和PI控制2种方法的优点,根据系统状况改变PI控制器的参数,以达到更好的动态控制效果。仿真研究结果表明,该新型SVC控制系统对于提高功率因数和补偿三相不平衡,具有响应快、精度高的控制效果。     

基于瞬时无功理论的并联型有源滤波器恒功率控制

根据瞬时功率理论,研究了并联型有源滤波器的工作机制,通过实现逆变器有功功率和无功功率的解耦,提出了并联型有源滤波器恒功率控制策略。该控制策略通过分离出待补偿的功率分量,然后计算出其与逆变器实际功率的误差,根据误差生成逆变器参考电压,采用空间矢量调制算法对功率进出补偿,实现系统的恒功率控制。该策略可以有效抑制系统交流侧谐波电流,补偿无功功率,稳定输出的有功功率,改善系统稳态性能。最后,通过Maflab/Simulink对该控制策略进行仿真验证,结果证明了该策略的正确性和有效性。     

用于强非线性负荷的瞬时无功与谐波电流检测算法研究

为解决强非线性与类随机性负荷下的瞬时无功与谐波补偿问题,综合应用ip-iq法和p-q法,提出了一种有效的瞬时无功与谐波电流检测算法。该算法适用于任意工况的三相电路,包括三相四线制电路、电压非对称正弦或含有谐波等情况。理论推导和仿真证明了该算法的正确性和有效性。同时,将该算法进行推广,可实现对任意次谐波正序或负序有功、无功电流的有效提取。     

基于瞬时无功理论的单相无功功率相关定义

1983年Akagi提出的瞬时无功理论具有计算量小、瞬时性好等优点,但不能直接应用于单相电路的分析。一些学者借鉴瞬时无功理论,通过α-β变换将电压、电流信号映射至二维空间,提出了多种定义单相电路瞬时无功功率量值的理论。本文试对这一类单相瞬时无功功率定义多年来的研究成果加以综述。具体地,将整理广义瞬时功率理论、无功电流理论、瞬时无功密度理论这三类有关单相电路瞬时无功功率的定义,并介绍瞬时无功功率理论在测量基波无功、谐波电流以及控制锁相环电路方面的应用。最后,试分析现有单相瞬时无功功率理论的局限性。     

瞬时无功理论在快速动态无功补偿装置中的应用

介绍了一种动态无功补偿装置——晶闸管投切电容器(TSC),分析了其主要结构及其特点。兼顾信号检测准确性和快速性的响应要求,结合TSC的结构和工作原理,引入了一种基于瞬时无功理论的信号检测新方法。首先定义了瞬时有功功率和瞬时无功功率等概念,在此基础上给出了瞬时有功-无功检测的实现方法。在MATLAB电力仿真环境下进行了仿真试验。结果表明该算法能快速准确地检测TSC系统中的无功功率,满足TSC动态响应的要求。     

预测瞬时值控制电力用三相有源滤波器

本论文提出三相并联型有源滤波器的两种新的控制方法，即正弦波化控制和瞬时无功功率的控制方法，它们是基于预测瞬时电流的PWM控制。利用这种控制方法，既不需要瞬时功率信息，也不需要坐标变换，能够实现电流的正弦波化并能有效地消除由负载产生的瞬时无功分量，通过这种控制能有效地简化控制电路。     

基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法研究

介绍了瞬时无功功率理论在谐波和无功电流实时检测方面的应用.利用Matlab仿真软件,对基于瞬时无功功率理论谐波检测方法进行了仿真研究,并对仿真结果进行了较为详细的分析.仿真结果表明:基于瞬时无功功率理论谐波检测方法可以准确、实时地检测出三相电流中的谐波电流及无功电流,可为抑制谐波和无功补偿提供可靠的谐波及无功电流分量.     

基于电压定向直接功率控制的光伏并网逆变器

将基于电压定向直接功率控制用于光伏并网逆变器的控制策略,引入电网电压和瞬时功率的估算概念,并将并网逆变器输出的瞬时有功功率和无功功率作为被控量进行功率的直接闭环控制。系统无需检测输入变压器二次侧的电网电压,省去了电网电压传感器,从而不仅克服了电流控制方案的不足问题,还降低了成本,而且系统具有鲁棒性好、控制结构简单等优点。分析了电压定向直接功率控制的原理,设计了并网逆变器的具体参数,并给出了仿真和实验结果。     

基于瞬时无功功率理论的谐波检测和抑制的模型参考自适应控制系统

针对瞬时无功功率理论的低通滤波器的选型问题,通过对提取出的基波电流作快速傅里叶变换(FFT)分析,以各次谐波含量和总谐波畸变率(THD)作为Butterworth低通滤波器的阶数和截止频率选择的依据。首先,建立了谐波源公共连接点(PCC)处基于瞬时无功功率理论的谐波检测的仿真模型;其次,根据提取的基波电流的畸变程度,详细说明了低通滤波器的选型方法;最后,将模型参考自适应理论引入开环谐波检测系统,克服了实际模型中内部参数改变和外部扰动对谐波检测的影响。理论分析和仿真实验表明,该系统具有良好的谐波检测精度和对基波提取具有较强的鲁棒性和自适应性。     

基于瞬时无功功率理论谐波检测方法的研究

对三相三线制、三相四线制系统以及单相系统中的基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法进行了系统地分析,通过理论分析和仿真讨论了这些方法的动态过程、时间滞后、计算量以及稳态精度等特性。在比较各种方法在电压畸变时相互关系的基础上,指出各种方法存在的问题。针对这些问题提出了解决方案。     

并联型有源电力滤波器谐波电流零逼近控制策略

给出了基于谐波电流零逼近的有源电力滤波器新型控制策略。采用检测电源电流的控制方式,构成了闭环控制系统。利用瞬时无功理论计算出电源谐波电流,并直接进行滞环比较,以控制主电路开关器件的通断,从而使电源谐波电流逼近于零,达到谐波抑制的效果。仿真结果表明,该方法可准确跟踪负载谐波电流,使电源电流趋于正弦,原理清晰,控制简单,可实现动态补偿。     

一种基于瞬时无功功率的电能计量方法

针对目前非正弦不平衡条件下电能计量时不同谐波功率会正负抵消的现象,提出一种基于瞬时无功功率来计量相功率的电能计量方法。该方法通过改变广义瞬时无功功率计量中p-q坐标系的旋转方向和速度,得到三相三线制系统中电压、电流的任一谐波的正负序分量,进而求得正负序功率。最后将正负序功率转换成相功率,从而得到非正弦不平衡条件下的系统功率。文中方法不仅可以获得不同次谐波的功率,实现功率的正反向计量,避免不同次谐波功率抵消的现象,而且计算量小,计算精度高。最后通过Matlab仿真验证了文中方法的准确性。     

基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法及实现

对比分析各种谐波电流检测方法的基础上,提出一种基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法及实现方法,详细分析了谐波电流的检测算法和数字锁相环的设计实现。最后,利用MATLAB／Simulink对所提出检测方法进行了仿真验证,并设计了一台基于DSP（Digital Signal Processor数字信号处理器）的实验样机。仿真和样机实验结果证明了所提方法的可行性和正确性。     

HERIC单相光伏并网逆变器无功调制及其直接功率控制

随着可再生能源在单相电网中渗透率的提高,电网对单相光伏并网逆变器提出了无功输出与功率因数灵活控制的要求。对HERIC(Highly Efficient and Reliable Inverter Concept)拓扑的无变压器隔离型单相光伏逆变器进行研究,提出了相应的无功调制策略。借助广义二阶积分构造两相静止坐标系,基于瞬时无功功率理论,建立了单相光伏逆变器的瞬时功率模型,实现了单相光伏逆变器的直接功率控制。搭建了5 k W的实验平台,通过实验对所提的调制策略与控制策略进行了有效性与实用性验证。     

A three‐phase,active power filter with a predictive‐instantaneous‐current PWM controller

One of the most emphasized problems to be solved in power systems in recent years is the line‐current harmonics problem. This is due to the use of diode rectifiers, PWM converters, nonlinear loads, and so on. To reduce or eliminate such current harmonics, an active power filter (APF), which is a sophisticated power electronic converter, has been studied and used in some practical applications. In this paper, we propose and discuss two new control methods for three‐phase shunt APFs: the sinusoidal line‐current control method and the instantaneous‐reactive‐power compensation control method. They are based on pulsewidth prediction control, or a predictive‐instantaneous‐current PWM control. Neither any instantaneous power information nor coordinate transformation is necessary for control. In the sinusoidal line‐current control scheme, the controller governs the switching devices of the APF by using the pulse width that is optimally predetermined at the beginning of every switching period with the sinusoidal current reference. The line currents flow sinusoidally and are in phase with the voltage accordingly. In the instantaneous‐reactive‐power compensation control, the control is performed so that the resultant circuit of the load and the APF is regarded as a time‐variant conductance circuit model. The APF with this control scheme can cancel effectively the instantaneous reactive component produced by the load though the controller is simple. This paper discusses the performance characteristics of the APFs when a three‐phase diode rectifier and an unbalanced load are connected to the line. The practicability of the proposed methods is verified by experiment. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 130(3): 68–76, 2000     

光伏并网系统参与电压调节的有功和无功协调控制策略研究

针对配电网线路阻抗大、分布式光伏并网系统无功调压能力有限,导致光伏电源在有功出力较大时并网点(PCC)电压越上限问题,在深入分析光伏系统PCC电压特性基础上,提出一种光伏逆变器有功和无功协调控制策略。在该控制策略下,光伏系统实时跟踪监测PCC电压变化,PCC电压不越限时,逆变器按最大功率点跟踪(MPPT)输出;PCC电压越上限时,优先利用逆变器剩余容量进行无功调压,若剩余容量不足,调节逆变器有功输出,并动态计算有功、无功最佳输出值,保证将PCC电压调节至满足要求的前提下,实现逆变器有功输出最大化、无功输出最佳化。算例结果验证了控制策略的有效性。     

基于储能型逆变电源有功增量控制的故障穿越控制策略

电网侧短时故障给分布式发电(DG)并网可靠性带来挑战,常规的以抑制过电流和通过无功注入支撑并网接入点电压的方式实现故障穿越难以有效解决DG源-荷功率失衡的问题.为此提出一种基于储能型准Z源逆变器(QZSI)有功功率增量控制的故障穿越控制策略,在QZSI直流链引入超级电容器储能及控制,利用超级电容快速放电特性和QZSI较强的抗负荷冲击能力,快速调节DG并网功率增量以补偿网侧故障潮流,有效改善故障暂态时DG源-荷功率平衡,增强了DG适应短时故障负荷潮流的能力和对网侧电压的支撑能力.仿真和实验结果验证了所提故障穿越控制策略的有效性.     

基于瞬时无功功率感应电机转子断条故障诊断研究

在基于定子电流信号进行异步电机故障诊断时,转子断条故障特征频率分量常常被电流的基频分量淹没.针对这种情况,本文提出一种新型的基于瞬时无功功率的转子断条故障诊断方法.该方法首先对定子电压和电流进行Hilbert变换,然后在此基础上构建瞬时无功功率.通过对无功功率进行频谱分析,选取特征频率2ksf作为转子断条的故障诊断判据.同时定义一个新的故障严重程度系数,对感应电机转子故障严重程度进行判别.实验结果表明该方法能有效进行转子断条故障诊断.与传统的Hilbert模量方法和瞬时功率方法相比,该方法因没有交叉项而频谱简单;只需采集单相电流,不需要进行坐标变换,简化了硬件和软件,节省计算时间.     

浅谈不停电系统逆变电源的并联控制方案

从理论上详细分析了逆变器并联运行的原理和特性,指出逆变电源并联系统环流产生的原因是由于各逆变电源模块的输出特性之间的差异所形成,为消除环流提出了有功无功控制、主从模块控制和分散逻辑控制等方法,并给出了各控制方法的具体方案。结果表明,各方法均流效果好,控制策略可行,有各自独特的优点和适用场合。