四桥臂APF定频模型预测电流控制

针对传统的模型预测控制(model predictive control,MPC)策略采样频率高以及开关频率不固定的缺点,提出一种应用在三相四桥臂APF中的定频模型预测电流控制(model predictive currentcontrol with fixed switching frequency,FSF-MPCC)策略。该方法通过定位电网电压矢量在αβγ坐标系下的位置,根据其所在扇区内的电压矢量对电流变化率的影响,以电流误差最小为目标计算出各电压矢量的作用时间,并结合空间矢量调制原理,使系统定频运行。与传统的MPCC相比,该方法补偿后电流畸变率更小,补偿精度更高,且动态性能优越。仿真与实验均验证了该方法的有效性。     

基于四桥臂拓扑的开绕组永磁同步电机预测电流控制策略研究

开绕组永磁同步电机四桥臂控制系统相比常规的开绕组同步电机双逆变器控制系统,在保证直流母线电压利用率一样的条件下,可以显著降低成本。为了抑制共母线开绕组永磁同步电机四桥臂控制系统的零序电流,在传统的模型预测电流控制的基础上,提出基于三维空间快速选择最佳电压矢量和基于无差拍预测电流控制的零序电流抑制方法。对共直流母线四桥臂系统的数学模型及αβ平面的电压矢量分布进行分析;采用模型预测电流算法进行控制;建立abc坐标系下的空间电压矢量分布系统,并分析几何空间关系,提出选择最优电压矢量的方法,效率得到提升,同时零序电流也得到了有效抑制;建立0轴电压预测方程,并采用中矢量调制方法,提出基于无差拍预测电流控制的零序电流抑制策略,不仅抑制了零序电流,而且不需要复杂的价值函数计算,大大减少了计算量。该控制方法能够显著提升系统的动态和稳态性能。仿真验证了该控制方法的正确性和有效性。     

四桥臂SVG改进电流检测方法及控制策略

目前,静止无功发生器广泛用于解决低压配电网中三相电流不平衡问题。本文对四桥臂静止无功发生器电流检测算法和控制策略进行了改进,在dq0检测算法基础上分离电流零序分量,通过dq变换得到负序分量,从而实现不平衡分量的快速检测。同时通过设计双dq变换锁相环精确锁定电网电压相位。采用该检测算法和自适应滞环电流控制方式设计出四桥臂静止无功发生器样机。通过仿真和实验验证,改进检测算法具有更加准确快速的特点,自适应滞环控制的引入也有效改善了传统滞环控制中频率不稳定的缺陷。     

三相四桥臂D-STATCOM电流预测控制方法研究

为了解决配电网中存在的三相电流不平衡、谐波污染等问题,本文提出了基于电流预测控制的补偿方法。采用瞬时无功功率理论,计算出所需的补偿电流,然后将电流预测控制方法运用到D-STATCOM,建立其离散化数学模型,采用遍历法推算出在全部开关函数组合分别作用下的补偿器输出电压,并用合适的价值函数来选择最优的开关组合,按照补偿电流的参考值快速输出补偿电流。在PSCAD/EMTDC仿真平台上进行了仿真验证,按照所设计的控制策略,对三相四线制下的不平衡感性负载和注入谐波两种情况进行了无功补偿和谐波消除仿真,仿真结果表明所提出的控制方法能够实现快速的无功补偿和谐波消除。     

四桥臂APF电流跟踪控制方法研究

为解决三相四线制不对称电网系统的谐波污染问题,通过对三相四桥臂电路拓扑结构进行分析。针对传统的三维空间矢量调制方法,首先阐明了其不能用于四桥臂APF电流跟踪的原因。在此基础上,结合三桥臂APF的电流跟踪控制方法,在二维空间矢量控制策略上增加三维坐标垂直坐标轴上的电流跟踪策略,将三维空间矢量划分为12个三棱柱,而非传统的24个四面体,并根据垂直坐标轴分量的正负情况给出了电压,电流矢量的判定方法,得到了三维矢量电流跟踪控制下的输出矢量的选取判定表,实现了四桥臂APF对谐波电流的有效补偿。仿真和实验结果证明了该方法的正确性与有效性。     

基于直接电流法控制接入点电压的SVG控制策略研究

提出一种新的SVG的控制策略。该控制策略采用电流直接法控制,可以调节接入点电压。对这种控制器的数学模型进行了推导,利用MATLAB建立了仿真模型。从仿真结果看,这种新型控制器对维持电压稳定起到很好的作用。     

三电平四桥臂SVG三电流滞环控制方法研究

该文针对用于三相四线制电网的四桥臂中点箝位拓扑结构静止无功发生器,提出一种三电流滞环控制方法。该方法利用电流滞环来判断参考电压矢量所在的区域,而无需利用逆变器输出侧电感参数计算参考电压,故对输出侧电感参数没有依赖性,并将误差电流与滞环环宽比较后选择最优的开关状态。另一方面该方法可使某相开关状态在30?范围内不动作,降低了开关频率,减少了开关损耗。还利用空间矢量的冗余状态来均衡直流侧电压,不需要添加任何硬件电路。实验结果证明,该方法具有动静、态特性好,鲁棒性强,开关频率低,补偿效果优等优点。     

空间矢量和神经网络控制四桥臂APF电流

提出了一种三相四桥臂有源滤波器(APF)的混合控制方法,即将四桥臂变流器控制分为三相主功率桥臂和第四桥臂控制两部分,前者采用矢量电流跟踪控制策略,同时,对第四桥臂负载零序电流的跟踪控制,采用神经网络控制器代替滞环比较器,不仅和滞环比较器一样简单可靠、实时性好,同时也避免了滞环控制造成的系统开关频率不固定,稳定性低等缺点。最后进行了仿真,结果表明效果良好。     

四桥臂APF定频滞环电流控制

提出了一种基于空间电压矢量的三相四桥臂APF定频滞环电流控制方法。该方法通过一组外滞环比较器,快速判定参考电压区域,将参考电压矢量空间分成四个平行六面体。通过一组內滞环比较器,根据参考电压所在区域,选择适当的三相开关独立地控制相应的相间电流,解耦后实现定频滞环控制。该方法还考虑了误差电流相位调节,使误差电流达到最优,提高了控制精度,同时保持了稳定的开关频率。最后应用PSCAD/EMTDC电力暂态仿真软件验证了本文方法的有效性。     

基于连续控制集模型预测控制的MMC桥臂电流控制策略

模块化多电平变换器(MMC)的桥臂电流控制方法可同时实现交流侧电流控制和环流抑制。连续控制集模型预测控制(CCS-MPC)是一种时域内基于模型的最优控制方法,动态响应快,可以实现多频带复合信号的准确跟踪。提出一种基于CCS-MPC的桥臂电流控制方法,通过设计模型预测控制(MPC)控制器同时实现桥臂电流直流分量、基频交流分量的准确跟踪和倍频环流的抑制,克服了传统分频控制策略在暂态期间不同控制器相互影响的问题,无须对各个频率信号单独设计控制器,简化控制结构。在此基础上,提出了包含桥臂电流指令值计算、基于MPC的桥臂电流控制和子模块电容电压均压控制的MMC综合控制策略。最后,在MATLAB/Simulink中搭建三相MMC仿真模型,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于新型电流直接控制策略的SVG仿真研究

为了提高静止无功发生器(SVG)向电力系统输送无功功率的实时性与精确性,提出了一种基于瞬时无功功率理论id-iq法的新型电流直接控制策略。首先分析了瞬时无功功率理论id-iq法的无功电流信号采集运算,在此基础上,建立了SVG数学模型,采用无功电流直接闭环控制策略,应用瞬时无功功率理论的id-iq无功电流检测法实时检测无功电流,提高系统响应速度。然后建立MATLAB仿真电路模型,对实时数据采样、无功电流计算和实时控制等性能测试。通过理论和仿真结果分析,表明本设计方案可行,满足无功功率实时动态快速补偿的要求,提高了系统运行的稳定性。     

四桥臂有源电力滤波器改进模型预测控制策略研究

对于四桥臂有源电力滤波器,模型预测电流控制(MPCC)是一种较为新颖的高性能控制策略,但是该策略确定下一时刻的最优开关状态所需的滚动优化次数较多。为克服该缺点,给出了一种基于分区判断的改进模型预测电压控制策略(MPVC)。借鉴基于αβγ坐标系下的3DSVPWM调制思想,利用2次分区判断过程确定所给定三维空间电压矢量的具体位置,从24组备选开关状态子集中确定最优子集,以此减少滚动优化的次数,提高寻优的效率。仿真结果证实了改进MPVC策略的有效性,且其具有较强的鲁棒性,较MPCC具有更佳的动态性能。     

基于频率自适应谐振控制器的静止无功发生器电流控制

为了提高静止无功发生器(SVG)的补偿性能、增强谐波抑制能力、拓宽补偿带宽,提出一种基于谐振控制器(RC)的电流控制策略。通过对基波无功和特定次谐波分别设置对应的RC,利用控制器在谐振频率点的无穷大开环增益,实现基波和谐波电流的无静差跟踪。通过数字信号处理芯片(DSP)实现控制功能,为了避免数字化过程引入的控制器性能偏差,直接在离散域进行控制器设计,并针对RC开环增益对电网频率敏感的特性,利用固定基波周期采样点数,实时调节采样周期的数字锁相环,保证控制器谐振频率实时跟踪电网频率变化,提高装置鲁棒性。实验结果验证了本文提出控制策略的有效性。     

基于准比例谐振控制的单相SVG控制策略研究

针对电力系统单相冲击性负荷的无功及谐波补偿需求,提出了一种单相SVG的控制策略,包括瞬时电流波形检测算法和基于改进比例谐振控制电流跟踪算法。瞬时电流波形检测算法能够快速准确地检测负荷电流的无功电流和谐波电流,具有延时小、受频差和电压畸变影响小等特点。改进比例谐振控制是基于谐振控制算法,针对各次谐波精确制造谐振控制回路对各主要次谐波进行精确补偿。利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序搭建单相SVG模型,对常规PI控制和改进准比例谐振控制的控制性能进行了试验对比,仿真结果验证了改进准比例谐振控制对基波无功电流和各次谐波电流的良好的跟踪性能。     

基于SVG无功控制的融冰方法研究

为降低覆冰对低压电网正常运行的影响,提出了一种基于SVG无功控制的线路融冰方法。该方法通过无功补偿控制流过线路的无功电流以增大覆冰线路的总电流,使线路产生功率损耗的热量达到融冰所需的热量,从而实现融冰目的。仔细阐述了该方法拓扑结构及其工作原理,在对SVG控制策略及检测电路深入分析的基础上,考虑覆冰情况对电网电压平衡的影响,构造了新型的检测电路以满足各检测参数的精确性。并通过Matlab对10 kV输电线路融冰模拟系统的仿真分析,其结果证明了该融冰装置能够实现精准调节无功电流来满足融冰需求。     

直接电流控制的静止无功发生器的研究

分析了采用三相桥式电路的静止无功发生器(SVG)的运行原理.指出SVG发出纯容性无功功率时电容两端电压过高的原因及其解决的方法,采用了具有电压环和电流环的直接电流法控制SVG,针对电压环PI调节超调量容易过大的不足提出了PID控制,电流环采用PI调节,给出了参数的整合方法.通过MATLAB仿真给出了系统发出感性和容性无功时电流和电容两端电压的仿真波形,验证了系统的原理及设计思想.     

基于预测电流控制的配电网无功补偿器

配电网静止无功补偿器(DSTATCOM)是用户电力技术的重要装置之一。DSTATCOM采用预测电流控制的双环控制方法和三电平逆变器的主电路设计。通过试验表明,该装置具有运算速度快、精度高等优点,能够实时、准确、连续快速地对无功进行补偿,可大幅度地抑制电压波动、电压偏差、电压跌落,改善配电网的电能质量,有着广阔的市场前景。     

一种基于自适应预测控制的电流型数字功率放大器

利用最小二乘法在线估计电流型数字功率放大器滤波电感和负荷参数,根据开关周期前后输出电流值与功率开关管提供的平均输出电压之间的关系以及输出电流指令值确定功率开关管的通断时间,并依预测的输出电流方向选择相应的死区插入方法。针对自适应预测控制算法计算量大的特点,采用可编程序逻辑器件EP3C25Q240C8搭建控制系统,并开发了一种流水线级数较少的乘累加器。结果表明,研制的电流型数字功率放大器具有动态响应快、控制准确度高等特点。     

基于预测电流控制的配电网无功补偿器研究

配电网静止无功补偿器(DSTATCOM)是用户电力技术的重要装置之一.提出基于预测电流控制的双环控制方法,利用DSTATCOM来抑制电压波动、跌落和平衡三相不对称负载.实验结果表明所设计的DSTATCOM具有良好的性能,能够有效地解决电能质量问题.     

基于自适应滤波算法的整流器电流预测控制

应用数字芯片控制的三相PWM整流器由于电流采样延时和计算延时而造成系统稳定裕度变小、动态性能变差。为解决这个问题,提出了应用变步长自适应滤波算法的电流预测控制。首先,以三相PWM整流器数学模型为基础,分析了数字延时对系统性能的影响。其次,介绍了变步长自适应滤波算法的基本原理,并将此原理应用于电流信号预测。再次,给出基于上述算法的三相PWM整流器电流预测控制的结构框图。仿真和实验结果表明,由于采用了电流预测控制,消除了延时的影响,使电流环稳定范围增大,同时具有更好的动态性能。