基于非线性反馈的光伏模拟器控制策略

针对光伏输出Ⅰ-Ⅴ曲线非线性特征,对系统的动态调节过程进行理论分析,并提出基于非线性反馈的PWM整流型光伏模拟器非线性控制策略。该方法采用输入/输出线性化的控制方法设计电流内环,以消除整流器输入有功、无功电流耦合对系统的影响,实现精确解耦控制;直流电压外环采用基于误差反馈的自抗扰控制器,能在提升系统响应速度和抗干扰能力同时,保证较宽电压范围内稳定运行。通过搭建30 kW光伏模拟器样机进行验证,仿真对比和实验结果表明所述策略具有较好的控制效果。     

三相电压型PWM整流器的二自由度内模控制

在电压型PWM整流器的控制中, 广泛采用d-q旋转坐标系下电压电流双闭环控制策略。基于传统的双闭环控制策略的不足,提出了二自由度内模控制（IMC）策略。 其中电流内环基于合成矢量的思想, 提出了二自由度内模解耦控制; 电压外环基于功率守恒的思想, 提出了扰动快速消除的二自由度内模线性控制。所提控制策略简单易于实现, 既统筹考虑有功电流和无功电流综合控制并优化了PI参数整定, 又实现了线性化的间接电压控制且能够快速消除扰动对系统的影响。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于虚拟磁链的PWM整流器模糊自适应反推控制

三相PWM整流器传统双闭环PI控制参数整定困难且抗干扰能力较弱,控制器稳定性不高,跟踪速度较慢。提出一种新型的控制策略,针对传统虚拟磁链观测器存在的观测误差提出改进方案,利用改进的虚拟磁链观测器替代交流电压传感器,在降低系统复杂度和成本的同时,很好地解决了反推控制存在稳态扰动误差这一问题;根据非线性系统 Lyapunov稳定理论设计电压外环和电流内环反推控制器来代替传统的PI控制器,将模糊控制与反推控制相结合,对控制器中的关键参数进行实时优化。通过MATLAB/Simulink进行仿真,引入不同的扰动进行测试,结果表明,所提方法能有效提高系统的抗干扰能力和反应速度,具有良好的动态性能。     

双PWM变频调速系统的研究与应用

论述了一种基于DSP2812控制平台的双PWM变频调速系统.该系统具有控制灵活、功率因数高、节能环保、谐波污染小等特点.详细阐述了基于电压电流前馈控制和PQ解耦控制的PWM可控整流器设计方案,利用PI调节器组成电压电流双闭环控制系统.逆变器设计采用矢量控制组成转速电流双闭环控制系统.然后基于MATLAB/SIMULINK仿真平台和实际硬件平台,结合系统控制策略分别搭建了双PWM调速系统,并对调压、电机的四象限运行等各种性能进行了比较详细的验证.结果证明了主电路参数选择的正确性和控制策略的可行性.     

储能系统双向Buck-Boost变换器控制策略研究

为应对可再生能源出力波动引起储能系统功率流动方向的频繁变化,提出一种基于自抗扰控制和模型预测控制（ADRC+MPC）的储能系统双向Buck-Boost变换器控制策略。其中模型预测控制方法应用于电流内环,无需进行参数整定的同时,也提高了系统的响应速度;采用自抗扰控制策略的电压外环,通过在高频段降阶简化控制对象,达到降低自抗扰控制器复杂度的目的。仿真和样机实验显示当电感电流与输出电压参考值突变时,系统可分别在0.2与30 ms内迅速调整到给定值;当负载与电源电压突变时,系统能在20 ms内恢复稳定。实验结果证明该文提出的控制方法优于PI+MPC策略,具有响应速度快、超调量和波动幅度小的特点。     

变频器输出双闭环神经元解耦控制研究

为提高变频器的抗扰能力和输出电压电流的质量,针对传统闭环控制精度不高,鲁棒性不强等缺点,提出一种改进型的神经元解耦控制的电压电流双闭环控制方案,利用电压外环实现对输出电压的稳定控制,电流内环实现对输出电流的控制,电压环包含负载电流前馈及输出滤波电容电流解耦,电流环包含输出电压前馈及输出滤波电感电压解耦,利用神经元PID控制器的自适应调节能力,系统能够有效地抵抗输入及负载上的各种扰动,通过SIMULINK仿真分析,这种控制策略相对于常规的单闭环控制和双闭环PID控制,输出电压波形畸变小,动态响应快,超调小,有很好的负载适应能力。     

光伏模拟器用死区消除PWM整流器运行方式

针对光伏模拟器用单相脉宽调制（PWM）整流器提出电压平方外环电流内环的控制策略,同时揭示直流侧存在2倍基波频率的纹波电压以及此纹波电压对网侧电流的影响。PWM整流器采用的基于H桥死区消除SPWM,在网侧电流非过零区域,各桥臂上下两开关管中,必定存在其中一个开关管驱动信号为低电平,而在电流过零处推导出存在的天然死区时间。由微控制器（MCU）与现场可编程门阵列（FPGA）相结合的控制系统可实现提出的运行方式。实验结果验证了理论推导的正确性以及提出运行方式的有效性。     

三相PWM整流器电流解耦双闭环控制算法研究

基于传统的d-q同步旋转坐标系的电压—电流双闭环控制策略往往忽略电流前向通路的耦合,或在设计解耦控制时使用固定的电感参数,且未考虑电压外环网络的非线性特征,控制性能并不理想。为此,在分析已有控制策略的基础上,基于同步旋转d-q坐标系,借鉴矢量合成的思路,推导和设计了无须电感参数的电流解耦控制网络,从而使电流解耦控制不再依赖于精确的电感参数,排除电感温升和饱和造成其参数变化导致的解耦网络无法正常工作的不利影响,电压外环以输出电压平方量为被控对象,以改善PI控制器的控制效果。据此搭建了仿真和试验平台,通过仿真和试验结果可知所提方法比传统方法有更好的动态性能,并且电感参数变化时不会对解耦网络的正常工作造成影响。因此,在控制性能上所提方法比传统方法有很大改进。     

基于模糊自适应滑模变结构的PWM整流器

摘要： 为了提高三相电压型PWM整流器（VSR）的抗扰能力,通过分析三相VSR的数学模型,提出了基于同步旋转d-q坐标系的模糊自适应滑模变结构控制算法。该算法考虑到传统双闭环PI的缺陷性,将外环设置为模糊控制器和滑模变结构控制器相结合,利用模糊控制规则实时调整滑模趋近律,在提高系统鲁棒性的同时又能削弱滑模面上的抖振;内环将PI控制改为比例控制,简化系统结构。小波分析和MATLAB分析运行数据结果表明,基于模糊自适应滑模控制的三相VSR系统相对于传统双闭环PI系统具有更强的动态性能和跟踪能力。     

单相逆变器二倍频功率解耦控制策略

针对传统实现单相光伏逆变器输入侧与输出侧的功率解耦方法中所包含的电解电容体积大、寿命短等问题,提出一种应用于双向Buck/Boost有源功率解耦电路的双环准比例谐振控制(PR)策略,并针对电路拓扑设计了参数和控制策略,该控制策略中电压外环采用PI调节保证响应速度,电流内环采用并联多重准PR控制,实现对正弦电流信号的无静差跟踪。搭建Simulink仿真模型验证了所提双环准比例谐振控制策略,有效降低了直流侧母线电压纹波,实现逆变器输入侧与输出侧的功率解耦,且实现了用薄膜电容代替大容量电解电容,提高了系统的使用寿命和可靠性。     

基于模糊PI控制的海上风电柔性直流输电整流器研究

为提高海上风电柔性直流输电电压等级,抑制直流侧电压跌落和闪变,将三相电压源变流器用于送端整流器。采用多个功率单元级联的拓扑结构,电流内环采用PI解耦控制、电压外环模糊PI调节双闭环控制方式。分析了变流器数学模型,建立了MATLAB／Simulink仿真模型,实现了电压级联输出．在线PI参数整定。仿真结果验证了该系统在海上风电柔性直流输电应用中的有效性。     

改进的PWM整流技术控制策略研究

针对不可控或半控整流引起电网大量谐波和无功日益严重问题,采用改进的前馈解耦控制策略对三相电压型PWM整流器设计,分析了三相电压型PWM整流器的数学模型及改进的前馈控制策略,在Matlab/Simulink平台下搭建了系统的仿真模型,与传统PWM整流器对比,并对三相电压型PWM整流器进行了系统试验。仿真与试验结果表明,该整流器能快速获得稳定的直流母线输出电压,鲁棒性良好。     

不平衡电网下PWM整流器反推直接功率控制

为提高PWM整流器的控制性能,提出一种基于反推算法的直接功率控制(BS-DPC)策略。讨论在平衡电网条件下BS-DPC的基本原理,并应用针对不平衡电网条件的BS-DPC新的控制目标和控制策略。在平衡电网条件下,对PWM整流器基于传统PI的直接功率控制、矢量控制和BS-DPC进行仿真研究。结果表明,BS-DPC具有优异动态性能的同时,可获得恒定开关频率,并减小电流谐波和功率波动,具有良好的稳态性能。另外,BS-DPC对参数及负载扰动具有很好的鲁棒性。不平衡电网条件的仿真研究可证明BS-DPC策略的正确性和有效性。     

非正弦输入电压下三相四线PWM整流器控制策略研究

在dq0坐标系下建立了三相四线PWM整流器的状态空间平均模型,分析了非正弦输入电压对PWM整流器输入电流控制的影响,指出k次输入电压谐波将在输入电流中产生k次相应谐波。为抑制非正弦输入电压的影响,提出了基于SRF的dq0轴控制策略,实验结果表明,分析及采用的控制策略正确、有效。     

模糊滑模变结构控制策略在PWM整流器控制系统中的应用

根据模糊控制和滑模控制两种控制方法,提出了一种三相电压型PWM整流器模糊滑模变结构控制系统,主要由滑模控制策略来稳定输出直流电压、实现交流侧电流正弦化、保持系统稳定运行,由模糊控制调节整个正常运动段以减弱滑模控制所特有的抖动现象。使用Matlab仿真软件分别对该控制系统和传统的双闭环PI控制系统进行了仿真对比和分析,并在DSP实验平台上对该系统进行了试验验证。结果表明,该控制系统在很短时间内就实现了整流器交流侧单位功率因数运行以及直流侧电压的稳定,并对负载突变和给定指令电压突变有良好的跟踪能力和鲁棒性,较传统的双闭环PI控制系统具有良好的动静态性能。     

基于光伏储能的DVR分数阶PI控制策略

动态电压恢复器(dynamic voltage restorer, DVR)是设备侧有效治理电压暂降故障的装置,目前DVR的控制设计基本采用比例积分(proportional-integral, PI)控制器,但是DVR为非线性系统,传统PI控制器并不能达到理想的控制效果。为改善DVR的控制效果,提出一种新型电压电流双闭环分数阶PI(fractional order PI,FOPI)控制策略。首先,以光伏-储能系统为DVR直流侧能量源,并建立相应的三相逆变器前馈解耦数学模型;其次,设计光伏-储能系统与逆变器的双闭环PI控制策略,并进行参数整定;之后,将整数阶控制策略推广到分数阶来改善控制效果,并采用增益变化时的鲁棒性准则对FOPI控制器进行参数校正;最后,搭建不同控制策略下的DVR仿真模型,仿真结果验证了FOPI控制器应用于DVR系统的可行性,且相对于传统PI控制器其具备更好的动态响应速度与抗干扰性能。     

基于双环控制的双馈风力发电机组控制策略

在分析了双馈风力发电机组运行特性的基础上,提出一种基于双环控制的变换器控制策略。在转子侧,变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,推导出了用转子有功电流和无功电流独立解耦控制有功功率和无功功率的策略,并实现了风能的最大跟踪;在电网侧,变换器采用电网电压定向矢量控制技术,构建了电流内环、电压外环的双闭环PI控制系统。利用PSCAD/EMTDC软件,构建了双馈风力发电机组仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略的有效性和合理性     

基于无源性的直流微网虚拟惯性研究

为提高直流微网中变换器的动态性能和直流母线电压的稳定性,文中提出一种基于无源性的虚拟惯性控制策略.首先基于变换器的端口受控耗散哈密顿模型,设计出无源电流控制器,然后引入虚拟直流电机控制作为电压外环.仿真结果表明,文中所提基于无源性的虚拟惯性控制策略可较好地提高直流微网的惯性;同时相比传统的下垂控制策略,当微网系统受到扰...     

不对称电网电压下光伏并网逆变器控制策略研究

光伏并网逆变器直接功率控制系统的两相静止坐标系模型无需旋转变换就可以实现无锁相环运行。但系统相关变量为交流量,采用比例积分(PI)控制不能实现无静差调节。并且在不对称电网电压的情况下,不能同时实现系统输出功率和网测电流质量的控制。针对上述问题提出一种协调自抗扰直接功率控制的设计方法,无需对网侧电流的正负序分量和电网电压负序分量进行提取,能够简化系统控制结构,提高鲁棒性。其中,为了避免电网频率变化影响,电网电压的正序分量分离采用自适应陷波滤波器技术。为了网侧电流和瞬时功率的协调控制,在自抗扰直接功率控制策略基础上,功率给定值采用加权的方法来获得。最后借助Matlab/Simulink对该文所提出的策略进行仿真,验证所提控制算法的有效性和可行性。     

模糊自适应三电平PWM整流器的研究

传统PWM整流器的线性和非线性控制往往依据系统的数学模型,而考虑到实际系统运行时的各种因素,建立PWM整流器的精确数学模型是不可能的。以二极管嵌位式三电平PWM整流器为研究对象,设计了一种不需要被控对象数学模型的模糊自适应PI控制器,对控制器参数在线进行调整,以提高系统的动、静态性能。在Matlab/Simulink仿真环境下,搭建了三电平PWM整流器控制系统,并对仿真结果进行了深入分析,验证了控制策略的正确性和可行性。