基于旋转坐标变换交流电子负载模拟实验研究

针对传统交流电子负载基于内环电流PI控制动态响应较差,且易受网侧波动干扰,以双PWM变换器为电路基础,参考三相PWM整流器通过旋转坐标变换分别控制有功与无功电流来消除稳态误差的模型,提出单相PWM整流器(VSR)旋转坐标变换模型.通过构建正交虚拟电流与前馈解耦并结合基于BP神经网络的自调整PI控制,在稳定直流母线电压的...     

基于无源性理论的双馈风力发电机双PWM变换器协调控制

交流励磁双馈风力发电系统在实现最大风能跟踪过程中,转子侧功率变化频繁,使得双PWM变换器中的直流母线电压波动剧烈。基于无源性理论提出了一种双PWM变换器的协调控制方案,对双PWM变换器的转子侧和电网侧分别进行直接功率控制,使其具有相同的动态响应特性;在电容电压反馈控制的基础上引入功率前馈控制,使电容两侧功率流动动态平衡,以减少电容电压的波动。建立了双PWM变换器励磁的双馈风力发电系统的仿真模型,仿真结果表明该协调控制策略极大地改善了直流母线电压的动态特性,实现了最大风能跟踪,并且降低了变换器中电容容量要求,提高了风电系统的电能质量。     

基于无源性理论的双馈风力发电机双PWM变换器协调控制

交流励磁双馈风力发电系统在实现最大风能跟踪过程中,转子侧功率变化频繁,使得双PWM变换器中的直流母线电压波动剧烈.基于无源性理论提出了一种双PWM变换器的协调控制方案,对双PWM变换器的转子侧和电网侧分别进行直接功率控制,使其具有相同的动态响应特性;在电容电压反馈控制的基础上引入功率前馈控制,使电容两侧功率流动动态平衡,以减少电容电压的波动.建立了双PWM变换器励磁的双馈风力发电系统的仿真模型,仿真结果表明该协调控制策略极大地改善了直流母线电压的动态特性,实现了最大风能跟踪,并且降低了变换器中电容容量要求,提高了风电系统的电能质量.     

永磁直驱风电系统双PWM变换器前馈补偿控制

永磁直驱风电系统双PWM变换器在常规控制策略下当风速变化时,直流母线电压波动幅度较大、控制系统的响应速度较慢,这将不利于系统的安全、稳定运行。为此,根据瞬时有功功率平衡关系,提出有功功率前馈补偿协调控制策略。将发电机侧瞬时有功功率直接前馈于网侧双闭环瞬时有功功率内环给定,避开了电压控制外环对功率的间接调节,加快了控制系统的响应速度,协调两侧变换器瞬时有功功率及时平衡,有效抑制了直流母线电压的波动。为加强前馈控制对扰动的抵消作用,在前馈控制通道中加入补偿环节,进一步提高前馈控制效果。对比仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。     

基于预测直接功率的双PWM一体化控制策略

传统双PWM变换器采用整流器和逆变器独立控制,直流侧需加入大电容来稳定负载的突变而导致的电压波动,大电容引入对系统性能、寿命、体积都有着不同程度的影响。提出一种基于预测直接功率控制(P-DPC)的PWM整流器控制策略,在双PWM独立控制的同时,引入整流器和逆变器的功率信息,补偿到整流器控制回路中,实现协调控制。Matlab/Simulink仿真实验表明这种方法控制结构简单、易于实现,能在稳定直流电压的情况下大大减小直流侧电容,提高系统的动态响应性能。     

基于功率前馈的直流母线电压控制方法研究

传统背靠背双PWM换流系统中,当电网电压或负载状态突变时,直流母线电压波动幅度较大,若控制不当,将严重威胁系统的安全可靠运行。根据瞬时有功功率平衡关系,提出了一种功率前馈的抑制直流母线电压波动控制方法。通过建立负载状态前馈通道,将负载瞬时有功功率直接前馈到网侧瞬时有功功率控制环节,有效抑制了直流母线电压的波动,提高了系统的动态性能。搭建了Matlab/Simulink仿真模型及实验平台,对有、无功率前馈控制的直流母线电压波动情况进行了对比,结果表明,功率前馈控制策略可有效抑制直流母线电压波动。     

NPC三电平双PWM变换器直流母线电流的重构

基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,建立了二极管箝位(NPC)三电平逆变器直流母线电流的高频数学模型。根据有功功率平衡,提出一种直流母线电流的重构方法。从快速傅里叶变换(FFT)和交流侧有功功率2个方面对所提重构方法的误差进行了分析。最后,基于NPC三电平双PWM变换器的前馈控制完成了直流母线电流重构的实验。结果表明所提直流母线电流重构方法可行、有效,且实现简单、计算量较少。     

基于有功功率反馈的异步电机双PWM变频调速系统

介绍了基于有功功率反馈的双PWM变频调速系统,该方法通过整流器和逆变器的功率平衡控制,将逆变器的有功功率直接反馈到整流器的电流环给定上,推导了整流器电流环给定值的计算公式。该方法可以有效抑制直流侧电压的波动,提高系统的抗扰性能及动态反应速度。与常规双PWM变流器的对比试验,表明了该控制方法的有效性。     

三电平PWM整流器双闭环控制系统的研究

在三电平PWM整流器数学建模的基础上,通过电流电压的双闭环控制,达到了有功无功解耦控制的效果,实现了网侧单位功率因数。针对三电平变换器中直流母线电容电压平衡问题,给出了解决方案。实验结果验证了该控制方案的可行性,可有效保持直流母线电压的稳定,使其具有电流谐波含量低、动态响应性能好、抗干扰能力强等优点,具有很强的实用性。     

提高PWM整流器抗负载扰动性能研究

提高PWM整流器抗负载扰动能力、减少直流母线电容量是PWM整流器重要的研究内容.文章首先深入分析了PWM整流器在传统带负载前馈的双闭环控制方式下负载突变时动态响应受限制的问题,提出了稳态采用带负载前馈的双闭环、瞬态采用i*q≠0变结构控制的改进方案,有效地提高了PWM整流器抗负载扰动的能力.其次在对PWM整流器动态分析的基础上,提出了直流母线电容准确计算的解析表达式.仿真结果验证了变结构控制的有效性和母线电容计算的正确性.     

基于综合无功目标的整流器直接电流控制

直流母线电压稳定是交-直-交型变频器系统正常工整流器控制策略.在d-q同步旋转坐标系下分析了整流器系统动态特性.指出在传统的直接电流控制方案基础上,利用无功电流iq对有功电流id响应速度的影响可增强母线电压抗扰能力.进而提出一种将维持单位功率因数和母线电压稳定模糊综合为iq调节目标的控制方案.仿真结果表明新策略改善了整流器系统的动态特性,因此能够减少对直流母线电解电容的容量要求,从而提高了整体系统的可靠性.     

基于直流侧电压周期离散控制的单相并联有源滤波器

针对有源滤波器电流谐波分量检测运算复杂,且在负荷电流变化时出现电源电流畸变现象,从直流侧电容电压与交、直流侧功率传递的关系出发,并结合有功电流的周期性特点,提出了基于直流侧电容电压周期离散控制的新型有源滤波器控制方法.该方法以电网电压为同步信号,在电网电压信号的过零点采样直流侧电容电压,并通过周期离散控制可以获得负荷电流有功分量.采用该周期离散控制方法可实现对直流侧电容电压的线性化控制,并使有源滤波器对谐波的补偿是瞬时的.该文给出了单相并联有源滤波器的直流侧模型,基于该模型推导出周期离散控制方法.以该方法研制了10kVA有源滤波器样机,仿真和实验结果表明该方法控制简单,稳定性好,谐波补偿速度快,能够有效地避免负荷变化时的电流畸变现象.     

一种提高三相VSR直流母线电压控制能力的方法

在三相VSR系统中,当直流母线电压跌落较大时会导致交流侧电压饱和,从而引起交流侧电流畸变和系统的动态响应变差.针对该问题,通过分析三相VSR直流侧电压对交流侧电流的影响以及交流侧矢量关系,提出从电网吸收或向其注入一定无功功率的方法.同时给出了给定无功电流的选取方法.实验结果表明,当直流母线电压跌落并导致变换器交流侧电压饱和时,所提方法可使交流侧电压降低到线性调制区域,降低了交流侧电流的畸变率,改善了系统的动态响应.     

一种无变压器有源电压质量调节器的直流侧电压控制

无变压器串联电压质量调节器是一种用来解决多种电压质量问题的新型装置。针对目前大多数类似装置的整流单元都采用不可控整流的情况,本文提出了采用可控整流来控制直流侧电压与系统缺损电压相适应的思想,以提高装置的效率。论文详细介绍了该思想的原理与实现方法,并把两种情况下装置的损耗和效率情况进行了对比。通过仿真和实验可以看出本文提出的直流侧电压可控的无变压器电压质量调节器可以有效解决多种电压质量问题;对于一种电网条件,在相同工况下,效率从直流侧电压不可控时的89.1%提高到96.1%     

矩阵式变换器电机系统矢量控制仿真研究

在矩阵式变换器控制策略和电机矢量控制的基础上,研究了矩阵式变换器电机系统矢量控制,得出间接法是矩阵式变换器等效交-直-交结构整流环节控制、逆变环节与电机矢量控制的结合,其中整流环节为逆变环节提供了高、中、低范围可选的直流母线电压,逆变环节采用滞环电流比较法实现矢量控制;直接法实质上是直流母线电压在高电压范围时的间接法.研究了不同范围内的直流母线电压对矩阵式变换器电机系统矢量控制的影响.     

基于改进一阶LADRC光伏逆变器母线电压控制

两级式光伏逆变器的中间直流母线电压的稳定性是光伏逆变器良好的发电质量和长期运行的关键。光伏逆变器的发电功率易受到光照强度、温度等环境因素的影响,该功率波动会在直流母线电压上产生较大扰动。为了提升直流母线电压的抗扰性,改善逆变器的控制性能,提出了一种基于改进一阶线性自抗扰控制（LADRC）的光伏逆变器母线电压控制策略。采用改进一阶LADRC对逆变器双环控制中的电压外环控制器进行设计。在传统LADRC的线性扩张状态观测器的基础上,将状态变量表达式中系统控制量的分量去除,使得状态变量的观测误差方程中只含有与系统输入量相关的误差分量,减小了状态变量的观测误差。新增状态变量并引入前一控制周期的系统控制量,根据总和扰动表达式对总和扰动重新进行估计并补偿。在频域上对改进LADRC的控制性能进行分析,相较传统LADRC而言,改进LADRC的系统带宽增大,动态跟踪能力增强,在中低频段具有更小的扰动增益。仿真和试验表明改进LADRC具有更短的调节时间,系统动态性能具有较好的提升,直流母线电压的抗扰性增强。     

基于电流重构技术的直接功率控制并网逆变器

提出一种基于电流重构技术的无交流电流传感器直接功率控制并网逆变器.在分析SVPWM控制的不同电压矢量情况下母线电流与三相逆变电流对应关系的基础上.通过引入一种改进的电压矢量作用算法,实现了全区域的逆变电流重构,并结合直接功率控制策略搭建了系统实验平台.实验结果证明了所提出方法及系统的正确性与可行性.     

变频器SVPWM整流输入输出解耦控制研究

针对变频器能量回馈及数学模型直流电压与d,q定向坐标系下q轴电流之间的非线性耦合问题,利用非线性状态反馈和坐标变换,实现了变流系统的输入输出解耦控制和完全精确线性化,将原系统分解为直流电压线性子系统和9轴电流线性子系统,并分别进行控制器校正设计.理论分析和实验表明,变频器变流系统解耦线性化控制比常规矢量控制PI调节具有...     

DFIG网侧变换器反馈线性化与滑模控制

为了提高双馈风力发电机(DFIG)网侧变换器(GSC)的动态性能,在建立GSC仿射非线性模型基础上,提出一种非线性复合控制策略。该控制策略在静止坐标系下对电流进行反馈线性化解耦,无需电网电压定向,同时电压外环采用含饱和函数的滑模控制,从而达到直流母线电压快速恒定以及电流跟踪控制的目的。仿真结果表明,该控制实现了GSC的稳定以及功率因数控制,验证了理论的正确性。上述控制策略相较于传统的控制方式,减少计算变量,能够保证系统快速收敛。     

基于DPC-FOC的三电平双PWM变频器一体化控制策略

三电平双PWM变频器近年来应用广泛,而提高系统动态性能,降低直流母线电容容量一直是研究热点。针对整流侧动态性能、逆变侧与整流侧间的能量传递过程,提出了一种整流侧基于动态性能优良的直接功率控制(DPC),逆变侧基于磁场定向矢量控制(FOC),使用负载功率反馈方法的三电平双PWM变频器一体化控制策略。构建了MATLAB/simulink环境下的仿真模型,对三电平双PWM变频器系统进行了仿真研究,结果表明采用负载功率反馈方法的一体化控制策略显著降低了直流母线电压脉动,提高了系统动态性能。