并联型APF直流侧电压的滑模PI控制策略研究

并联有源滤波器(shunt active power filter, SAPF)在主动配电网系统中应用日益广泛,提升SAPF的补偿性能成为众多学者关注和研究的热点。对直流侧电压精准稳定控制是保证SAPF补偿性能的关键。采用传统PI控制系统在非线性负载突变和电压跳变时无法对直流侧电压进行快速稳定控制,为改善直流侧电压的控制性能,提出电压外环滑模变结构PI复合控制器。仿真与实验结果表明:滑模PI复合控制器提高了直流电压控制的稳态精度和响应速度,降低了直流电压波动对SAPF补偿性能的影响。     

并联型有源电力滤波器内模PI控制

针对并联型有源电力滤波器(SAPF),建立其同步旋转(d-q)坐标系下的数学模型,进而提出一种基于内模控制原理的PI控制策略(内模PI控制),利用该方法对SAPF系统电流内环与直流侧电压外环PI控制器进行设计,以提高系统的稳定性及动态性能、简化PI控制器设计过程。通过对典型SAPF系统的仿真分析表明,内模PI控制策略对系统快速跟踪补偿电流以及维持直流侧电压恒定具有一定改善作用,进而证明该控制策略的有效性。     

并联型有源电力滤波器的起动策略研究

传统控制方式下并联型有源电力滤波器(SAPF)起动时会引起直流侧电压超调和交流侧补偿电流冲击。本文设计了软起动控制器。有源电力滤波器首先采用直流侧预充电的电路拓扑结构,减小了SAPF起动时的直流侧电压偏差,缓解了冲击电压和电流;然后针对传统变PI参数控制器在动态和稳态特性上的缺点,提出了模糊PI切换器。该控制器利用模糊控制的非线性优点,消除了电压超调,降低了电流冲击。再利用PI控制器响应速度快的优点,保证稳态补偿精度。为了进一步减小冲击,设计了参考电流线性递增控制方法。通过参考电流的线性控制,实现了软起动控制目的。仿真结果证明了所提出的软起动控制策略的有效性。     

三相电压型PWM整流器控制系统设计方法的研究

建立了三相电压型PWM整流器功率电路在两相旋转坐标系下的数学模型,采用了基于前馈解耦的控制策略,给出了三相电压型PWM器的双闭环控制结构,使用三个PI调节器实现网侧单位功率因数和直流侧电压的稳定.根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了从电压环输出到直流侧电压的小信号模型和电流环的结构框图,进而对它们各自的PI调节器进行了设计.仿真和实验结果表明,文中提出的设计方案是可行的.     

一种APF直流侧电压波动分析及其吸收电路设计

此处根据瞬时功率平衡理论,对并联有源电力滤波器(SAPF)的直流侧电压波动进行了详细地分析,得到了SAPF直流侧产生波动的原因,并建立了相应的模型.更进一步地分析发现直流环节电压纹波会严重影响SAPF的输出电流畸变率,从而影响SAPF的补偿性能.因此,此处设计了一种直流环节电压纹波抑制电路(RSC),此处设计的RSC可...     

有源电力滤波器直流侧电压优化控制

分析了有源电力滤波器（APF）的数学模型以及直流侧电容电压的控制方法。针对传统的PI调节和三段式调节直流侧电压的方法存在超调过大和控制方法复杂的问题,设计了一种阶梯式控制直流电压的PI调节器。从系统启动到稳定运行过程中。直流侧电压给定值由初始给定值阶梯状上升到最后稳定时的给定值,上升过程中采用PI调节器对给定电压进行跟踪。仿真和实验证明了该方法有效性和可行性,并且补偿效果良好。     

基于无源滑模和滑模PI的UPQC-PV控制策略

针对传统控制方法使集成光伏式统一电能质量调节器(UPQC-PV)存在补偿效率和精确性较低、直流侧电压易受外界干扰等问题,提出了针对UPQC-PV的无源滑模控制和滑模PI直流侧控制策略。首先,基于统一电能质量调节器的数学模型,设计了基于欧拉-拉格朗日模型的正负序无源滑模控制器,解决无源控制抗干扰能力弱的问题,提高了系统的响应速度、补偿精度、抗干扰能力;然后,采用滑模PI控制降低光伏波动对系统的影响,稳定系统直流侧电压,从而进一步改善系统的整体性能;最后,在电网不平衡、负载突变、负载不平衡、光照强度改变等状态下,通过仿真和实验验证了所提无源滑模控制和滑模PI直流侧控制策略的优越性、有效性。     

单相并联有源电力滤波器直流侧电压控制的研究*

以单相并联有源电力滤波器(SAPF)为研究对象,针对直流侧电压影响在传统PI控制方面存在的超调量静差较大,影响APF补偿性能问题,提出了模糊自适应PI控制策略.在传统PI控制和模糊控制理论基础上,设计了一种模糊自适应PI控制器.仿真结果表明,该控制策略较传统PI控制策略响应速度更快、超调量更小,而且提高了直流侧电压的稳定性及APF的补偿性能.     

四桥臂并联型有源电力滤波器控制研究

针对三相四线制电力系统谐波治理,提出了一种四桥臂并联型有源电力滤波器(SAPF)谐波补偿改进控制方案。谐波电流跟踪控制采用三维空间矢量调制算法,SVPWM具有直流电压利用率高、电流畸变率小等优点;直流侧总电压稳定,采用模糊PI自适应控制,直流侧电压动态响应快,超调小。对SAPF直流侧上下电容电压值平衡控制进行了研究。通过仿真验证了该控制方案的正确性与可行性。     

三相电压型PWM整流器控制系统设计方法的研究

建立了三相电压型PWM整流器功率电路在两相旋转坐标系下的数学模型,采用了基于前馈解耦的控制策略,给出了三相电压型PWM器的双闭环控制结构,使用三个PI调节器实现网侧单位功率因数和直流侧电压的稳定。根据瞬时功率守恒原理推导了功率电路的传递函数,建立了从电压环输出到直流侧电压的小信号模型和电流环的结构框图,进而对它们各自的PI调节器进行了设计。仿真和实验结果表明,文中提出的设计方案是可行的。     

有源滤波装置直流侧电压控制瞬时能量平衡建模

针对有源滤波装置直流侧电压进行更为有效控制的问题,文中应用瞬时能量平衡建模法推导出了一种用于三相三线有源滤波装置(APF)的直流侧电压控制数学模型。基于推导的数学模型利用经典控制理论得到稳态模型框图。根据比例积分调节器的闭环控制模型和劳斯判据中系统稳定条件,研究了系统的稳定性,并详细讨论在闭环控制方式下比例积分调节器的比例系数KP和积分系数KI的选取原则。仿真和实验结果验证了文中提出的比例系数KP和积分系数KI的选取原则是切实可行的,同时表明比例积分调节器闭环控制对于有源滤波装置直流侧电压控制具有较好的相对稳定性。     

基于二阶线性自抗扰的风电并网逆变器电压控制

为了提高直驱永磁风电并网逆变器直流侧电压的稳定,设计了一种二阶线性自抗扰(LADRC)的并网逆变器电压控制器。建立了三相PWM电压源型并网逆变器的数学模型,分析了其传统的双闭环PI控制方式,在此基础上设计了二阶LADRC控制器来代替传统的电压外环PI控制器,目的是使直流侧电压快速稳定,减小波动。分析了电压外环二阶LADRC控制器的设计原理,最后通过在Matlab/Simulink搭建1.5 MW直驱永磁风力发电机组仿真验证所设计控制器的有效性。结果表明,相对于传统的控制方式,所设计的二阶LADRC控制器电压的稳定速度更快,并网电流的总谐波畸变率(THD)更小。即使在电网电压发生扰动时,也能有一个良好的控制性能,提高了直流侧电压的抗干扰能力。     

不平衡电网电压下双馈风力发电系统的比例–积分–谐振并网控制

提出双馈发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的比例–积分–谐振(proportional integral resonant,PIR)并网控制方法,以实现电网电压不平衡工况下 DFIG 风力发电系统的并网控制.并网控制器由同步旋转坐标系中的比例–积分控制器和谐振控制器组成,比例积分控制器控制定子 d-q轴电压的直流分量,谐振控制器控制定子 d-q 轴电压的交流分量,使其分别实现对电网 d-q 轴电压直流、交流分量的精确跟踪.该比例–积分–谐振并网控制策略具有无需采用正负序分离算法,无需设计负序控制器等优点.仿真结果表明,该并网控制策略在电网电压平衡和不平衡条件下,均可控制DFIG 定子电压实现对电网电压的精确跟踪.     

二阶LADRC在风电并网逆变器网侧直流母线电压控制中的运用

为提高风电并网系统中电网侧逆变器直流母线电压的稳定性和动态响应速度,文中设计一种无对象模型辅助的二阶线性自抗扰控制技术(Linear Active Disturbance Rejection Control, ADRC)以取代电压外环的PI控制器,从而形成一种新的双闭环控制结构。文中利用频域分析法分析了ADRC控制器的稳定性、跟踪性和抗扰能力;最后在3.6MW直驱永磁同步风力发电机组的物理实验平台中验证了该控制结构的可行性,将传统PI控制和文中所提出的控制模式在不同工作条件下的控制效果进行比较。实验结果表明,该文章设计的控制方案优于传统的PI控制器,具有良好的抗干扰性和鲁棒性,大大减少直流侧母线电压波动所造成的影响。     

电网电压不平衡下交直流混合微电网互联接口变换器分数阶滑模控制策略

针对并网型交直流混合微电网交流侧电压不平衡时会产生交流电流负序分量导致直流母线电压二倍频脉动的问题,提出了一种直流侧母线电压分数阶滑模控制以及交流侧负序电流抑制方法。首先,基于同步旋转坐标系下电网电压不平衡时交直流混合微电网互联接口变换器的数学模型,设计电压外环变结构滑模控制器。然后,根据电压不平衡时互联接口变换器的功率传输特性,提取交流侧三相电压的正序分量,得到交流侧负序电流抑制指令。接着,采用分数阶滑模趋近律设计内环电流解耦控制器,并利用李雅普诺夫函数进行稳定性校验。最后,基于Matlab/Simulink搭建的交直流混合微电网模型,验证了所提控制策略相较传统PI控制不仅抑制了三相电流的不平衡,而且将响应速度提升了近50%。     

滑模与PI调节三相AC/DC PWM变换器非线性控制

针对三相AC/DC PWM变换器,提出了非线性滑模直流输出电压控制和PI调节方式的输入电流调节方案.基于在同步d,q参考坐标系下的状态坐标变换,设计采用非线性滑模控制调节输出电压动态,使其跟踪线性参考模型;采用PI调节器调节d轴输入电流为零,以得到功率因数λ=1的控制.在提出的控制方案中,输出电压的瞬态动态可通过线性参考模型调节,参考模型具有理想的动态行为.实验结果验证了所提出的控制方案的有效性.     

三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制

该文以同步旋转坐标系模型为基础，设计了三相电压型PWM整流器的级联式非线性PI控制器。采用双环结构，用三个非线性PI环节实现了对整流器直流电压与功率因数的高性能控制。以误差的非线性函数与传统PI环节构成的级联式控制器，既提高了系统响应的快速性，又增强了抗扰能力，同时计算简单易于实现。与传统PI控制器的仿真对比表明该方法能够明显改善系统的动态性能，而实验结果也验证了非线性PI控制器的优良性能。     

DC/DC升压变换器串级控制

为改善DC／DC升压变换器的控制性能，设计了一种串级结构的控制器。控制器的外环采用PI控制算法，以电容电压为被控量，内环则采用积分增益可调的PI控制算法，以电感电流为被控量。该种结构的控制器不但有效解决了系统非最小相位特性给控制器设计带来的难题，而且可使被控系统获得良好的动态特性，并对系统参数变化有着很强的鲁棒性。对DC／DC升压变换器的仿真结果表明，该控制方案是可行的。     

一种基于SVPWM的地铁应急空调电源设计

在地铁供电系统发生故障时,为了保证空调系统仍能正常工作,特为此设计了一种应急空调电源。该应急空调电源采用DC/DC/AC变换,将110V直流电变换为频率、幅值可调的交流电。DC/DC环节利用PI调节,可提供稳定直流电压;DC/AC环节采用SVPWM,输出可变频调压。输出交流电频率幅值可设定或随温度变化。系统采用全数字控制,可实现快速、精确的响应。最后,对5 kVA样机进行了试验,中间直流电压稳定,输出交流电压频率幅值均可满足要求,验证了电源的实用性。