矿井直流架线正弦波逆变器控制性能研究

以矿井直流架线正弦波逆变器为基础,分析研究了逆变器的控制性能。逆变器带不同负载时其电流特性要发生改变,为此建立了不同负载下逆变器输出的近似传递函数模型。系统阻尼偏低,输出波形质量难于控制,采用电容电流反馈控制可有效提高系统阻尼。该逆变器以PID控制为主配以电容电流反馈控制,较好地解决了正弦波逆变器带不同负载的适应性问题,提高了正弦波的输出质量。最后对系统进行了仿真分析及实验。     

一种新型动态无功补偿器的控制算法

针对无功动态补偿问题,通过分析单相系统结构原理,提出一种新型的基于直流侧电容电压控制和系统无功电流反馈控制的算法,直接对装置输出的电流进行控制.避开监测有功和无功电流分量的繁琐过程,简化了监测谐波的过程.所提出算法的控制目标是使补偿装置发出的电流为系统的无功电流,该算法包括电流和电压2个反馈环.电流环采用滞环比较的方式,将计算得到的目标电流和补偿装置实际输出的电流进行闭环比较;电压环采用周期控制思想.通过说明直流侧电压和变流器两侧功率传输的关系,推导出损耗电流与直流侧电压的变化关系公式;提出损耗有功电流和负荷无功电流的计算方法,以及直流侧电压的控制策略;数值仿真计算和动态模拟实验结果表明该算法无功补偿效果良好.     

LCL型APF逆变器侧电流控制新方法

提出了一种基于逆变器侧电流反馈的LCL型有源电力滤波器(APF)电流闭环控制方法,该方法在传统单一逆变器侧电流反馈控制基础上,增加了LCL滤波电容电流的反馈调节,以提高系统控制精度并抑制LCL型滤波器与电网参数的谐振。理论分析和实验结果表明,相对于传统单一逆变器侧电流反馈控制和网侧电流反馈结合滤波电容电流反馈控制的两种典型算法,基于该控制策略的电流闭环控制系统具有较大的稳定裕度和阻尼作用,相应地,系统具有较强的稳定性和较好的谐振抑制能力。     

基于桥臂电流控制的模块化多电平变换器综合控制策略

通过分析模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)各部分之间的功率关系,提出一种MMC综合控制方案,包括直流母线电压控制和桥臂电容电压控制。该方案内环采用桥臂电流直接反馈控制,可实现交流侧电流、直流母线电流和内部环流的三重控制,不需要专门的环流控制器。该方案各桥臂电容电压控制基本相互独立,易于实现分布式控制。提出一种电流前馈控制方案,能有效减小电容电压的动态波动,提高动态响应速度。搭建了10 k VA三相MMC实验样机,实验结果验证了所提控制方案的可行性和有效性,并具有优良的动静态特性。     

Buck型逆变器电流瞬时值反馈控制策略

Buck型逆变器的电感电流瞬时值反馈控制和电容电流瞬时值反馈控制存在本质区别。以差动正激直流斩波器型高频环节逆变器为例,采用理论推导方法,研究这两种电流控制逆变器的稳定性、输出外特性、短路能力、输出功率特性、带非线性负载能力及动态响应特性。研究结果表明,电感电流瞬时值反馈控制逆变器具有电感电流和输出功率受限、较强的过载和短路能力、较软的输出外特性、较弱的带非线性负载能力、较差的动态响应等特点;而电容电流瞬时值反馈控制逆变器具有电感电流和输出功率不受限、较弱的过载能力、无短路能力、硬的输出外特性、较强的带非线性负载能力、较好的动态响应等特点。研究成果为Buck型逆变器电流型控制策略的选择及其设计提供重要的理论依据。     

HPWM逆变器两种电流瞬时值反馈方式性能比较

就电感电流和电容电流反馈控制的HPWM逆变器在系统稳定性,外特性,直流输入扰动动态性能,负载扰动动态性能和带非线性负载能力方面进行了对比分析,并通过仿真和实验样机验证了理论分析。     

并联型电力有源滤波器的直流侧电压控制和补偿电流反馈控制

提出了一种基于直流侧电容电压控制和补偿电流反馈控制的电力有源滤波器新型控制算法。将周期离散控制技术和数字锁相环技术应用于直流侧电容电压的控制,通过非线性平均电流补偿技术计算出下一个工频周期内补偿电流的校正值实现了补偿电流反馈控制。该算法避免了复杂的谐波电流计算,提高了运算速度,能够跟踪并补偿频繁变化的负荷谐波。数值仿真计算和动模实验结果证实了该算法的有效性。     

大功率变流器直流支撑电容纹波电流测试方法的研究

功率变流器直流支撑电容纹波电流是否在标称的额定电流范围之内,是判断电容可靠性和寿命的关键因素之一。在大功率变流器中,为减小回路杂散电感,直流支撑电容接线端一般都紧贴叠形母排,无法直接对直流支撑电容的电流进行测试。本文提出一种间接测试直流支撑电容纹波电流的方法,并通过仿真和试验,表明了该方法的正确性。     

并联型有源电力滤波器电源电流控制方法研究

有源电力滤波器(active power filter,APF)是一种动态抑制谐波和无功的电力电子装置,以并联型有源电力滤波器为研究对象,从APF补偿电流的控制和直流侧电容电压角度出发,分析了电源电流控制方式,实现补偿电流的检测及双闭环反馈控制,提高系统的补偿精确度和动态响应性能。另外,直流侧电压的指令值都是根据电网电压的工作范围、APF的直流侧电容、额定输出电流、PWM逆变器输出侧电感、电流电压调节器以及调制策略等参数设计的,在考虑直流侧电压与APF功率损耗和补偿性能关系的基础上,提出了采用下垂调节器设计逆变器直流侧电压的控制参考值,使其兼顾APF的功率损耗及补偿性能综合平衡的优点。仿真结果验证了该APF控制系统的正确性和有效性。     

电流源型PWM整流器带容性负载的解耦控制方法

应用于不间断电源(UPS)时,三相电流源型整流器(CSR)因其直流输出端存在大电容而使得数学模型的阶数提高,增加了控制器的设计难度。针对带电容性负载的PWM型CSR建立了dq旋转坐标系中的数学模型,通过将d轴定向于交流滤波电容电压矢量,使得数学模型简化为相互解耦的直流侧和交流侧模型,进而可实现直流侧和交流侧的独立控制。进一步提出了在直流侧采用状态反馈控制来稳定直流母线电压,在交流侧引入虚拟阻抗进行网侧电流有源阻尼的控制方法,消除直流侧和交流侧之间由PWM调制过程所产生的相互影响,实现了直流侧和交流侧的解耦控制。基于40k V·A的UPS仿真和样机实验结果表明,该方法具有良好的动态性能和稳态性能。     

基于母线电压微分前馈的直流微电网并网变换器控制策略

为解决直流微电网惯性低、抗扰动能力差的问题,提出基于母线电压微分前馈的直流微电网并网变换器电流控制策略。以三相半桥并网变换器为研究对象,根据不等式约束条件建立直流母线电压与电感电流线性控制关系,将母线电压变化率与原接网电感的稳态电流值相结合,作为电感电流的控制指令值。为降低扰动下母线电压跌落,利用能量与功率关系设计虚拟电容并将其引入母线电压控制环,实现在不增加实际电容的情况下提高直流微电网的抗扰动能力。同时,给出了加入虚拟电容后直流微电网的稳定性分析。仿真和实验验证了所提控制策略的可行性。     

基于转子电流反馈与功率不平衡响应的高电压穿越控制策略

传统高电压穿越(high voltage ride through, HVRT)过程的实现主要是针对转子过电流或直流母线过电压的单一场景设计控制策略,容易产生控制盲区。为此,提出一种基于转子电流反馈与功率不平衡响应的高电压穿越控制策略。为抑制转子过电流,在检测定子电压和电流的基础上,通过分解定子磁链获得转子电流直流分量参考值,将转子回路实际电流作为反馈量抵消转子回路中的直流电流分量。另外,考虑到直流母线过电压容易导致高电压穿越失败,采用功率平衡关系式推导稳定直流电压所需的控制电流参考值。若控制电流超过变流器允许工作电流范围,则考虑将输出电流限值作为控制电流参考值以最大限度利用变流器控制能力,降低直流母线过电压。仿真结果表明：所提出的控制策略能在降低过电流以及直流母线过电压的同时确保良好的动态响应性能。     

抑制漏电流的非隔离电流型光伏并网逆变器

针对非隔离光伏发电并网系统的漏电流问题,提出了一种直流母线开关对称的非隔离电流型光伏并网逆变器.给出了逆变器主电路拓扑结构和开关组态,通过建立光伏电池寄生电容的共模等效电路模型,分析了漏电流的产生和抑制机理.根据开关组态和抑制机理,设计了相应的单极性双载波调制策略和准PR控制策略.仿真和实验结果表明,所提变流器具有良好...     

一种应用于直流微电网并网变换器的双电流反馈控制策略

针对弱电网时谐振频率发生变化导致LCL型并网变换器稳定裕度降低的问题,提出一种应用于直流微电网并网变换器的双电流反馈控制策略.根据变换器交直流两侧功率守恒以及传统下垂控制方程,建立直流母线电压与变换器侧电流的二次函数关系,简化直流母线电压控制方式,减少控制器参数设计;在变换器侧电流反馈控制内环加入并网电流反馈有源阻尼,分析其阻尼等效特性,提高弱电网下的谐振抑制效果.仿真与实验结果表明该控制策略能够实现直流侧母线电压的稳定控制以及交流侧并网电流的谐波优化.     

低压直流微电网新型主动限流器及控制策略

低压直流微电网中直流母线发生短路故障后,现有的被动式保护措施难以有效保护电力电子装置,并且当计及直流线路电感与变流器直流母线侧电容时,常规主动限流器会出现限流电感电流振荡的特性。详细分析了该电流振荡特性产生的机理,探究了系统参数变化对限流电感电流振荡峰值的影响。并提出了一种新型主动限流器拓扑结构及控制策略,该拓扑结构通过增加能量耗散支路,在限流器直流母线侧电容电压产生负压时导通,以此耗散能量,解决了电感电流振荡的问题。通过仿真与实验,验证了所提新型主动限流器对电感电流振荡特性抑制的有效性,且在不同工况下具有良好的鲁棒性。     

基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制

在直流微电网中,传统下垂控制存在功率均分和母线电压控制不能同时兼顾的矛盾。针对这一问题,研究了带阻性负载直流微网系统,提出基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制策略。该策略包括一次、二次和电流一致性控制。引入输出电容电压反馈构成一次控制,参考电压补偿和下垂系数修正构成二次控制。各分布式电源间仅相邻变换器交换电流信息,通过电流一致性迭代控制和一次、二次控制结合,在保障输出功率均分的同时,消除了直流母线电压偏差。为验证该策略的控制有效性,对系统进行小信号建模理论分析,分析控制参数变化对系统稳定性的影响,最后进行了仿真验证。理论分析与仿真结果表明,该控制策略在微网结构改变时,也能保证系统稳定,自适应完成直流微网功率均分和母线电压控制目标。     

共用直流母线SPDMR的设计原理及应用

简述直流母线SPDMR的主回路和控制回路工作原理.详细分析了晶闸管全控桥如何保证网侧功率因数的方法,以及控制部分采用带电压前馈和电流前馈的双闭环系统提高系统动态响应的原理.共用直流母线SPDMR控制系统在现场实际运行中显示了良好的工作效率,取得了让人满意的效果.     

电缆分布电容对出口继电器动作的影响分析及应对措施

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》从设计角度对继电器动作功率和动作电压提出了要求,但在发生直流接地或交流窜入时,若控制电缆的分布电容超过临界值,出口继电器仍旧会误动作。从设备运维检修的角度,设计了一种电缆分布电容的在线监测系统,实现对该类风险的预警,并给出了相应的控制措施。该监控系统通过向直流系统注入低频交流信号,以交流电流为量测量,计算其分布电容并与临界值比较。为实现分布电容的平稳准确测量,基于磁饱和原理和磁通感应原理,设计了一种测量微小交直流信号的电流互感器;采用直流电子负载中的恒阻模式,设计了一种电压均衡模块来平衡直流母线电压。     

双脉宽调制变频器一体化控制策略

分析了双脉宽调制(PWM)变频器的工作原理与运行特性,在此基础上针对其直流电压易出现波动的缺点,提出了一种新型的带有电流前馈的双PWM变频器一体化控制策略.该控制策略将逆变器负载的动态特性整合在PWM整流器的电流控制当中,加速了整流器和逆变器之间的电流平衡,减轻了直流环节滤波电解电容器的负担,稳定了直流母线电压.系统仿真结果表明该方案正确、有效.     

控制电缆的分布电容对继电保护的影响及防范措施

通过对一起500 kV变电站高压并联电抗器保护误跳闸事故的调查分析,说明了控制电缆对地分布电容对继电保护的影响。根据对误跳闸事故的理论分析作了模拟直流正电源接地、模拟直流正母线和负母线对地之间迭加交流电源3个试验,结果表明:在发生直流系统接地或误将交流串入直流系统时,就会通过控制电缆的分布电容构成回路,产生电容电流,引起一些动作值较低的灵敏继电器发生误动作。误动作取决于3个因素,即电缆对地分布电容值的大小、继电器的动作值大小及外界干扰因素,并据此提出了防范措施。