双馈风力发电系统并网逆变器不同控制策略分析

双馈风力发电系统并网逆变器采用并网电流反馈PI控制,虽然在理想电网条件下能够实现逆变器控制系统高功率因数、低稳态误差的性能,但存在电网谐波干扰情况时,系统的动稳态跟踪性能变差;此外,PI控制器可以直流信号实现零稳态误差,但无法消除交流信号的谐波分量,且需要多次的复杂坐标变换和解耦控制。由此,提出一种基于并网电流反馈、电容电流反馈的多谐振PR控制,提高了系统控制精度;引入低次谐波补偿项后,能够有效抑制并网电流波形畸变。仿真结果证明了提出的控制策略不仅能实现对交流信号无静差控制和具有良好的动稳态跟踪性能,而且系统并网电流的谐波含量较少,满足电网对风力发电系统并网的要求。     

LCL滤波的单相三电平PWM整流器比例谐振控制

鉴于电流环传统PI控制存在稳态误差等缺点,在网侧电流外环中采用准比例谐振(PR)控制器,减小稳态误差及实现网侧单位功率因数的同时,可针对特定次谐波进行补偿;采用电网电压前馈策略以减小电网电压对电流环的干扰;使用单相三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,在进一步抑制谐波的同时易于数字化实现。仿真分析验证了所提方法的正确性和可行性。     

复合控制在电流补偿装置中的仿真研究

对差异化H桥级电流质量补偿装置进行理论分析,差异化级联拓扑结构包括基频模块和高频模块。将系统电流中的谐波电流和基频无功电流作为高频模块和基频模块的指令电流,引入PI控制和自适应模糊控制并联的电流控制方法,分析并联控制器的设计方法,以减小系统稳态误差和提高输出电流波形跟踪精度。基于PSCAD/EMTDC的数字仿真建模仿真验证了这种差异化结构和提出的PI与自适应模糊算法并联的控制方法是可行和有效的。     

重复—模糊PI复合控制策略在APF中的应用

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)要求补偿电流能够无误差地跟踪给定的谐波电流信号,否则会影响APF的补偿效果。传统单一控制方法在控制准确度和响应速度上不能兼顾,应用复合控制策略,将不同控制方法的优缺点进行互补组合,可得到更优的控制策略。重复控制能产生与谐波电流相同的输出,因而可以取得对各次谐波零稳态误差跟踪补偿,但是其动态性能不佳。通过与模糊PI控制相结合,形成复合控制策略,可以利用模糊PI控制器保证系统的动态性能,依靠重复控制器提高输出电流波形的跟踪准确度,显著改善滤波效果。经过仿真证明采用的重复-模糊PI复合控制策略可以同时取得较好的补偿准确度与动态响应速度,比较适合于APF中补偿电流的控制。     

重复控制在链式SVG中的应用

作为当前最先进的无功补偿装置,静止无功发生器（Static Var Generator,SVG）在补偿无功的同时,还可以同时实现谐波补偿功能。SVG进行综合补偿时,传统的PI控制很难消除稳态误差,为此,将重复控制技术应用于SVG的指令电流跟踪控制,提出一种包含重复控制器和PI控制器的复合控制器。这种复合控制器兼具PI控制器和重复控制器的优点,具有很好的动态效果及稳态跟踪精度。仿真和实验验证证明了该方法的有效性。     

混合型有源电力滤波器的复合电流控制策略

针对电网中非线性负载引起的谐波问题,提出了一种并联混合有源电力滤波器结构。基于此拓扑结构,建立了其数学模型,并设计了基于PI控制策略的电流控制器。针对传统PI控制方法补偿精度受带宽制约,补偿效果不理想的问题,提出了基于重复控制的电流双闭环控制方法,并设计了双闭环电流控制器。仿真和实验结果表明,该控制策略具有很高的稳态补偿精度,能够有效补偿由非线性负载引起的谐波电流。补偿后电网电流THD降低到5%以下,波形近似于正弦波。     

注入式混合型有源滤波器的电流跟踪控制

以注入式混合型有源滤波器为例,通过对其建立数学模型,提出了一种递推PI控制作为该混合型有源滤波器的电流跟踪控制算法。为有效解决递推PI控制在稳态性能、动态性能方面存在的矛盾,采用了模糊自调整机构。模糊自调整机构根据实际发出的补偿谐波电流与期望发出的补偿谐波电流之间的误差的大小以及变化趋势等特征,通过模糊推理作出相应决策,在线调整递推PI控制算法的比例系数、积分系数,从而使得系统同时具有较好的稳态、动态性能和自适应能力。相关的稳态、动态实验结果均证明了该电流跟踪控制算法的可行性和有效性。     

准谐振控制器在有源电力滤波器中的应用

在有源电力滤波器dq坐标系数学模型的基础上,着重分析了基于电流内环解耦的PI控制。由于PI控制器在跟踪交流信号时存在静差,本文对其进行改进并提出了PI并联谐振环节的补偿电流跟踪控制策略。理想的谐振控制器在谐振频率处增益无穷大,可以使与谐振频率具有相同频率的正弦信号实现零稳态误差控制。因此,可以在PI控制的基础上并联谐振控制器,对特定次谐波进行重点补偿,进一步改善单独采用PI控制存在的不足。     

基于谐波解耦的有源电力滤波器控制方法

分析了基于ip,iq原理的有源电力滤波器(APF)控制方法存在稳态误差的原因;提出了基于谐波解耦的选择性谐波电流控制方法。该方法对各次谐波的幅值误差进行PI调节,实现了无差跟踪;同时分析了相位检测误差对谐波检测及直流侧电压控制的影响,通过在反变换中加入补偿相角来补偿相位检测误差对直流侧电压控制的影响。实验证明,基于谐波解耦的APF控制方法可以显著提高APF的电流跟踪控制精度,改善系统的滤波效果。     

基于复合控制的三电平APF的研究

有源电力滤波器(APF)的被控量为高频谐波及无功电流,传统的PI闭环控制已不能实现无静差的跟踪被控信号。为了提高APF的补偿精度及动态响应速度,引入复合控制器对APF输出电流进行控制。针对数字控制引入的延时问题,分析了延时对电流补偿效果的影响,并提出了谐波电流预测控制的解决方法。最后在对三电平APF模型分析的基础上,搭建了基于三电平空间矢量调制(SVPWM)的Matlab仿真模型,并在一台50 kVA的样机上对上述算法进行了验证。仿真分析和实验结果显示基于复合控制的电流跟踪控制相比于传统的PI控制能够有效地提高APF电流内环的稳态精度。     

基于最小电流误差模型预测的三电平APF无差拍谐波电流补偿方法

有源电力滤波器（APF）的传统谐波电流补偿方法存在跟踪精度低、动态响应差等问题。对此提出了一种基于模型预测原理的三电平APF最小电流误差控制算法。该算法通过求解α β坐标系下谐波电流瞬时变化率,结合无差拍补偿控制预测出后2个周期的谐波电流在α β轴的分量,利用最小电流误差价值函数求解出系统最优调制电压,实现APF的高性能控制。该方法具有响应速度快、稳态电流误差小等优点。MATLAB/Simlink仿真结果验证了此控制算法的正确性和有效性。     

基于电流环复合控制的有源电力滤波器的研究

有源电力滤波器通常用于动态抑制谐波、补偿无功。本文采用基于瞬时无功功率理论的自适应闭环检测拓扑结构进行谐波检测,构造出一种鲁棒性好和响应速度快的结构。为了进一步改善系统的性能,提出了基于PI控制和重复控制并联结构的电流控制方法。利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点减小系统的稳态误差,利用PI控制改善系统动态性能。理论分析和仿真结果均证明该方法的可行性。     

有源电力滤波器多特征谐波电流调节器复合控制策略研究

正介绍了一种多特征谐波电流调节器复合控制策略来提高并联型有源电力滤波器(APF)的稳态补偿准确度。首先,分析了输出电流的相位延时对稳态补偿准确度的影响,抑制这种相位延时可以通过对电流调节器进行相位补偿来实现,单个电流调节器只能对所有特征频率的谐波相位延时进行统一的补偿。然后提出了多特征谐波电流调节器复合控制策略,采用多个PI调节器加重复控制器并联使用的复合调节器,可以对每次谐波进行单独的控制调节和相位补偿,得到较好的稳态补偿准确度。最后通过仿真和实验验证了该控制策略能够很好的达到抑制50次以内各次特征频率谐波的目的。     

重复控制下指定次谐波电流控制方法

随着电网负载的多样性,对补偿装置提出了更高的要求,研发一种功能完备、性能优良的补偿装置是十分必要的。本文在传统静止同步补偿器无功补偿控制策略基础上,增加了谐波抑制和不平衡治理功能。指定次谐波的补偿精度和动态响应取决于电流调节器的性能,本文以多同步旋转坐标系为基础,提出一种新的控制方法,该控制方法将重复控制器通过一个相加环节叠加到PI控制器中形成复合电流调节器。复合电流调节器在实现谐波电流独立控制的同时,又提高了整个系统的稳态精度。仿真结果验证了新的控制方法的优越性。     

APF改进型指定次谐波电流补偿控制策略

有源电力滤波器(APF)是解决由非线性负载造成谐波污染的有效手段之一。基于多同步旋转坐标系的谐波提取策略,兼顾动态和稳态响应,提出一种改进型指定次谐波电流补偿控制策略。该控制策略通过对各次谐波电流进行比例积分(PI)闭环控制,以达到较好的稳态补偿效果;通过无差拍控制解决系统补偿的动态响应问题,实现了指定次谐波电流的补偿,同时保证了系统的动态性能和稳态精度。实验结果验证了所提改进型谐波电流补偿控制策略的有效性。     

基于LCL型三相并网逆变器的改进PR控制策略研究

虽然以d-q坐标系下矢量控制为代表的线性控制可以消除系统稳态误差问题,但是系统存在功率耦合问题,使系统难以在功率单位因数下稳定运行。文章在传统电流PI控制的基础上,提出一种基于静止α-β坐标系下的PR控制,并对该控制策略进行改进,减少了一些复杂的坐标变换。在动态对比仿真中表明,采用改进PR控制的并网逆变器具有较好的动态响应性能,能实现电流无稳态误差跟踪电流参考值,在入网电流发生突变后能快速跟踪电网电压,并实现了有功无功的解耦控制。经过谐波含量分析,改进的PR控制策略也具有一定谐波抑制能力。     

有源电力滤波器的特定次谐波控制策略

由于传统比例积分（PI）控制无法实现零稳态误差控制,设计了一种基于比例复数积分控制的有源电力滤波器,该控制器在给定次谐波处具有无穷大增益,可以使某些特定次待补偿谐波实现零稳态误差控制,并且不需要解耦控制,简化了控制器的设计。结合带宽的定义,给出了控制器参数设计方法。通过理论分析和仿真研究对分别采用PI和比例复数积分控制的APF的补偿特性进行了比较研究,验证了通过并联比例复数积分控制器在APF应用上的有效性。     

基于LCL滤波器的高稳态性能并联有源电力滤波器

并联有源电力滤波器(APF)适用于补偿电流源型谐波,通常由于谐波电流较大的变化率以及电流环的稳态误差,进行高精度补偿具有一定难度。本文采用LCL滤波器兼顾补偿电流带宽和开关纹波的滤除效果,从补偿电流变化率和滤波电容高频分流的角度详细讨论了滤波器的设计方法。同时,将重复控制直接应用于LCL滤波器的补偿电流控制,带有惯性的微分补偿器保证了控制环的稳定性和稳态精度。采用上述措施后,补偿后的电网电流在高、低频段都有较低的谐波含量。实验结果证明了本文方案的有效性。     

指定次补偿型并联有源滤波器的控制策略研究

为提高有源电力滤波器补偿的灵活性和补偿精度,提出了一种以传统PI为内环,重复控制为外环的双环复合电流控制器。给出了设计方法和动态性能、稳态性能分析。并提出了将基于多同步旋转坐标的指定次谐波提取与双环复合控制相结合实现无静差指定次谐波补偿的复合控制策略。仿真和实验结果证明了研究内容的有效性和正确性。     

基于模糊PI参数自整定和重复控制的三相逆变器并网研究

针对传统PI控制的局限性,提出一种新的控制策略,即利用基于模糊PI控制器与重复控制器并联构成的控制方法对三相并网逆变器进行控制,提高系统的补偿精度和并网电流稳态质量。该控制器利用模糊控制技术,根据误差大小对PI参数进行实时在线调整,从而满足最优的性能要求。利用重复控制的零稳态误差能力保证系统的稳态精度。最后通过仿真研究,对新控制策略、PI控制以及PI与重复控制结合三种控制策略比较,结果证实所提出的方法可行。