电网不平衡条件下PWM整流器最优化控制策略研究

整流器的控制策略和控制结构对于整流器的控制效果有着决定性的作用.针对电网电压不平衡的实际情况,以往的电压源型PWM整流器的控制策略,都是建立双电流矢量内环对交流测电流波形、输出直流侧电压进行最优化控制.但是这种控制策略需要对正负序电流进行分别控制,系统过于复杂而实现困难.提出了基于网侧交换功率平衡的控制策略.设计的PI+R控制结构改进了传统单-PI控制结构带来的控制局限性,既实现了系统的高功率因数运行,直流侧输出电压高稳态精度的控制要求,又能保证系统低谐波含量.仿真和试验的数据都验证了这一方法的优越性,它具有更加简单有效的控制结构,也具有更好的针对不平衡电网的适应能力.     

三相电压型PWM整流器不平衡控制新策略

根据三相瞬时功率理论,通过推导得出实现直流电压的无波纹控制时三相交流电流与三相交流输入电压的时域关系,由此提出虚拟导纳控制三相交流电流的幅值,并通过d-q变换控制三相交流电流相位以实现对功率因数的控制,从而提出新的电流控制算法.并采用广义积分器原理实现对三相电流在两相静止坐标下的控制,实现了正负序电流的无静差跟踪控制.仿真证明了该系统的正确性.     

不平衡电网电压下的PWM整流器预测电流控制

传统的PWM整流器预测电流控制在理想电网下能够取得良好的动、静态性能,具有开关频率固定、动态响应快和谐波小等优点,但在不平衡电网下会带来电流畸变、功率脉动和直流母线电压波动等问题。基于一种新型瞬时功率理论提出在理想电网和不平衡电网下都能够获得良好性能的改进预测电流控制。该方法以得到正弦网侧电流、消除有功二倍频波动为控制目标,通过解析推导得到相应的电流参考值,然后基于电流无差拍原理得到下一时刻的电压参考值,进而用空间矢量调制来合成该参考电压矢量。相比现有基于传统瞬时功率理论和正负序分解的解决方案,所提出的改进预测电流控制无需复杂的正负序提取计算和功率补偿算法,能够有效抑制功率波动和电流谐波,具有较大的实用价值,其有效性通过仿真和实验得到验证。     

影响不平衡电网条件下PWM整流器控制的因素分析

目前,PWM整流器在电力系统运用日益广泛并占据重要地位,其控制系统的研究是当前的热门课题,在实际存在的不平衡电网中的控制系统研究越发显示出其重要的理论意义与现实意义。通过对三相VSR在电网不平衡条件下影响其控制的因素分析,为设计三相VSR在电网不平衡条件下的控制策略提供理论基础。     

电网不平衡下基于滑模变结构的三相电压型PWM整流器恒频控制

基于滑模变结构的控制算法只需在 坐标系下完成控制目标无需进行复杂的d-q坐标系变化,且实现了恒频控制。当电网电压不平衡时,通过设置三个控制目标来对系统进行控制,即消除负序电流、消除有功功率波动、消除无功功率波动。为了提高控制精度,通过采用T/4延时法只提取正序电流分量和负序电压分量,无需提取负序电流分量,针对设置的三个控制目标进行不同的功率项补偿,进而达到控制目标的要求。理论推导和仿真实验结果证明了该控制策略的正确性和有效性。     

一种新型三相电压型PWM整流器无差拍预测直接功率控制

传统三相电压型PWM整流器无差拍预测直接功率控制在理想电网下具有网侧电流谐波含量低、瞬时功率脉动小和开关频率固定等优点.但三相电网不平衡时,如果仍然采用传统控制策略,将导致网侧电流谐波含量高、瞬时功率脉动大.为此,采用新型瞬时功率定义,提出一种新型无差拍预测控制策略.新型控制策略以消除瞬时有功功率中二倍频分量为控制目标...     

电网不平衡条件下PWM整流器的并联控制方法

针对电网不平衡的情况下三相电压型PWM整流器易产生交流电流和直流电压谐波的问题,提出采用两组PWM整流器并联形式的解决方案. 一组作为主整流器,用以产生正序电流,另一组作为辅助整流器,用以产生负序电流,同时保证主、辅整流器输出到直流侧的瞬时功率之和不含交流分量.推导正、负序电流与电网正、负序电压及直流功率的关系,并设计出控制系统.建立基于Matlab的三相电压型PWM整流器的仿真平台对三相电压型PWM整流器在电网电压不平衡时不同负载工况的条件下进行充分仿真研究.仿真结果表明,本文所提出的方法能够将三相电压型PWM整流器的谐波抑制到电网平衡条件下的水平.     

电网不平衡时三相电压型PWM整流器交流侧电感的设计

本文对三相电压型PWM整流器在电网电压不平衡条件下进行建模。在此基础上,分析了采用平衡控制策略和不平衡控制策略时交流侧电感的设计方法以及电感对输出直流侧电压的影响。通过仿真验证,这种方法是可行的。     

电压不平衡情况下PWM整流器功率分析方法

根据同步坐标变换和对称分量法,提出了一种三维瞬时复功率计算方法,可以将系统输入功率分解为:瞬时有功功率、q0轴之间、dq轴之间、d0轴之间的瞬时无功功率等12个功率分量。在瞬时功率分析的基础上对抑制交流侧负序电流和抑制交流侧输入功率二次谐波控制两种优化控制方案进行了分析。同时建立了基Saber的PWM整流器仿真平台,通过大量的仿真给出了各种不平衡输入情况下,采用不同的优化控制方案时瞬时有功功率、瞬时无功功率、瞬时功率因数以及输入电流谐波等波形,为三相PWM整流器在输入不平衡情况下的功率分析和优化控制提供了很好的理论基础。     

三相电压型PWM整流器不平衡控制策略的研究

分析电网不平衡状态时三相电压型PWM整流器特性基础上,提出了预测电流控制算法。它与传统的双电流独立内环控制算法相比,无需进行网侧电流正、负序分量计算,并省去4个内环调节器,很大程度上简化了算法和提高了系统计算速度。通过RT-LAB半实物实时仿真实验结果表明,该控制方法具有结构、算法简单,动态响应快,输出电压稳定性好,功率因数高的特性。     

三相电压型PWM整流器改进的不平衡控制策略

提出一种静止α,β坐标系中三相电压型脉宽调制(PWM)整流器改进型电流不平衡控制算法。与原有的调节网侧瞬时有功功率不同,改进型方法考虑到交流侧功率损耗,通过调节整流器侧瞬时有功功率使输入电流谐波含量和输出纹波电压达到最小化。两种方法在α,β坐标系中直接产生参考电流时,无需锁相环和坐标变换,对正、负序电流分量也无需独立控制,而是采用比例谐振(PR)调节器实现电流控制。仿真和实验结果表明,即使在电压跌落严重的情况下,改进型控制方法比原有方法在控制直流侧输出电压纹波、输入电流总谐波含量(THD)、功率因数方面的性能更好。     

三相电压型PWM整流器准定频直接功率控制

建立三相电压型脉宽调制（pulse width modulation,PWM）整流器在不同坐标系下的数学模型,分析直接功率控制（direct power control,DPC）的工作原理。针对直接功率控制中开关频率变化问题,通过对PWM整流器瞬时功率分析推导,提出一种内环直接采用电流控制的新型准定频直接功率控制策略。仿真验证了算法的可行性。采用PM300DVAl20智能功率模块,设计50kVA的三相电压型PWM整流器控制实验,在10kHz、5us的开关频率下获得良好的实验结果。实验结果表明,所提方法实现单位功率因数运行,与现行的DPC—SVM定频控制方法相比,具有更好的动静态响应性能。     

三相电压型PWM整流器双开关表直接功率控制策略

首先,提出了一种直接功率控制改进策略,用以解决三相电压型脉冲宽度调制整流器采用传统直接功率控制时存在的扇区判断算法复杂和无功功率周期性波动问题。该改进策略设置2个开关表,对无功功率误差进行判断,并根据误差大小选择不同的开关表。然后,对所提出的扇区判断方法进行了分析,该方法避免了复杂的坐标变换和反正切函数运算;给出了2个开关表的选择原则,即分别以最大限度地降低开关损耗和提高无功功率响应速度为原则。最后,通过MATLAB/Simulink仿真与传统直接功率控制进行对比。仿真结果表明,该改进策略不仅取得了更低的交流侧电流谐波总畸变率,同时有功功率、无功功率到达稳态的时间也提前近38.5%。     

不平衡电网下脉宽调制整流器模型预测直接功率控制

目前关于脉宽调制(PWM)整流器模型预测控制(MPC)的研究主要集中在平衡电网条件下进行,在电网不平衡时采用MPC进行控制的研究比较鲜见。为此,文中提出一种适用于电网不平衡下PWM整流器控制的模型预测直接功率控制(MPDPC),其控制目标是消除输入有功功率的二倍频脉动并保证网侧电流正弦。相比传统的MPC,该方案仅在原有功率参考值的基础上增加一个补偿值即可实现。该功率补偿值的获取无需坐标旋转变换和电网电压电流的正负序分解,具有原理简单、容易扩展和鲁棒性好等优点。仿真和实验结果验证了所提出的MPDPC在电网不平衡时的有效性和可行性。     

三相电压型PWM整流器直接功率控制调制机制

根据三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的瞬时功率数学模型,在矢量空间中分别研究每个开关矢量对瞬时功率的不同影响,给出相应的作用图,并由此将整个空间重新划分为18个非固定扇区,提出一种新的具有通用性的开关矢量表,在此过程中探究直接功率(direct power control,DPC)控制的调制机制。这种新的开关矢量表不仅可以克服传统开关表对无功功率控制上的缺陷,获得更好的稳态和动态控制效果,而且可以对其他开关表的不足进行一定的解释。文中通过不同开关表的控制系统对比仿真与实验,验证了各项结论的正确性和实用性。     

三相电压型PWM整流器直接功率控制研究

根据三相电压型PWM整流器的瞬时功率数学模型,在矢量空间中研究了每个开关矢量对瞬时功率的不同影响,提出了一种新的直接功率控制方法,将整个矢量空间分成24个不固定的扇区,并给出相应的开关矢量表。相比于传统的直接功率控制,本文所提出的方法更加准确、高效,仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。     

基于输入端电压动态分量优化的PWM整流器模型预测控制

为了提高三相电压型脉宽调制(PWM)整流器的动态响应速度和控制精度,提出了一种基于整流桥输入端电压动态分量优化的模型预测功率控制算法。首先,建立了三相PWM整流器dq旋转坐标系下的功率数学模型,分析了传统基于比例-积分(PI)控制器的直接功率控制算法的工作原理。然后,针对传统基于PI控制器的直接功率控制算法的内环功率PI控制器参数设计复杂及动态响应速度慢等缺点,从整流桥输入端电压动态分量优化的角度出发,借鉴模型预测控制思想,通过评价函数预测最优动态分量,在取消了功率内环PI控制器的同时提高了系统的动态响应速度和控制精度。最后,对所提模型预测功率控制和传统基于PI控制器的直接功率控制算法分别进行半实物实验对比研究,实验结果证明了所提算法的正确性和有效性。     

基于比例谐振调节器的PWM整流器不平衡控制

这里介绍了一种基于比例谐振(PR)调节器可对交流信号进行无差控制的特性。提出一种控制方法,在电网电压不平衡条件下,可直接在两相静止坐标系中对交流电流进行控制,无需对电流进行正负序双旋转坐标系中的正负序分量分解。通过仿真和实验验证采用PR调节器对不平衡电流控制的可行性,结果表明基于PR调节器的不平衡控制方案具有良好的稳态性能,能够提高系统在电网电压不平衡条件下的运行能力。