三相PWM整流器及其控制策略的现状及展望

三相电压型PWM整流器具有输入电流正弦性好、可获得单位功率因数、能量可实现双向流动等特性,消除了传统意义上的整流电路中存在谐波含量大、功率因数低和能量不能回馈等问题。目前其已被广泛用于改造电网污染和提高电能利用率。首先介绍了三相电压型PWM整流器的拓扑结构,在此基础上对其控制技术做详细论述,重点介绍了4种控制策略:电压定向控制、虚拟磁链定向控制、基于电压的直接功率控制和基于虚拟磁链的直接功率控制,最后对PWM整流器及其控制技术进行展望。     

基于改进SVPWM方法的三相功率因数校正变换器的仿真分析

首先给出三相功率因数校正变换器dq同步坐标系下的数学模型和电流解耦控制方法。为了降低开关损耗,使用一种改进的空间矢量脉宽调制方法,此方法使得开关管的开关次数减少为传统空间矢量脉宽调制方法的2/3。在MATLAB7.0/SIMULINK6.0的仿真环境下,分别对传统的空间矢量脉宽调制方法、改进的空间矢量脉宽调制方法以及整个系统进行了仿真分析。从仿真结果可知,在降低开关管开关次数的同时,输入电压和电流同相,实现了功率因数校正。     

基于MATLAB的SPWM控制高频环节逆变器仿真研究

详细介绍了用MATLAB SIMULINK软件包建立一种基于PWM控制高频DC/AC逆变器的仿真模型,采用单极性移相SPWM控制策略,给出了主要的仿真波形.仿真结果表明,采用单极性移相SPWM控制策略的高频脉冲DC/AC逆变器是可行的.     

多馈入直流输电系统LQR调制控制器的设计

以含有多馈入直流系统的互联电网为研究对象,采用近似线性化的方法得到整个系统模型,设计了线性最优控制（LQR）直流电流调制控制器。电力系统中的转子角反馈控制一般是改变系统的振荡频率,而对转速的反馈控制改变的是系统的阻尼。结合这一特点,提出了3条实用的简化措施,使各条直流线路只需要自身直流电流及附近几台发电机的转速信号作为调制信号,大大减轻了信号采集和传输的负担。所提出的简化措施能够近似满足全状态反馈时的目标函数,即保证控制器性能与全状态反馈时基本相同。在IEEE 39节点系统上进行了仿真计算,仿真结果验证了所设计的控制器的有效性。     

9电平高压级联逆变器及其电压移位脉宽调制技术

介绍了九电平级联H桥逆变器的拓扑结构及其常用的载波调制方式,即相角移位调制和电压移位调制。分析了电压移位调制技术,设计了多电平高压级联H桥逆变器。Matlab／Simulink仿真实验结果表明用电压移位脉宽调制技术设计的九电平级联H桥逆变器在较低的频率下谐波失真小、电压变化率低、在电力系统高压变频及柔性输配电系统等具有较高的实用价值。     

考虑风-储-直参与调频的电力系统频率特征定量分析

以风电、储能、柔性直流输电为代表的高比例可再生能源和大量电力电子设备的并网,使得电网中传统火电的比例下降,这将在一定程度上影响电力系统的频率稳定性。为定量分析风电、储能、柔性直流输电系统参与调频下电力系统的频率特征,首先提出多种调频资源参与调频下的电网频率特征定量分析总体思路,建立风-储-直调频频率响应模型。然后基于频率特性传递函数对电力系统稳态频率偏差、初始频率变化率、最大频率偏差和频率安全裕度进行理论推导;且定量分析了稳态频率偏差变化规律以及惯性时间常数、辅助调频单元控制比例系数对频率稳定性的影响,并计算稳态频率偏差与功率扰动的关系。最后,基于仿真软件验证了所提分析方法的可行性和有效性。仿真表明所提方法可有效定量分析电力系统频率特征,可为双高电力系统下电网频率安全稳定运行与控制提供指导依据。     

一种单相Vienna整流器及其控制方法

针对三相单相输入兼容场合使用的电动汽车直流充电模块,在三相Vienna整流器结构的基础上,提出了一种单相Vienna整流器结构及3种调制方法。第1种调制方法中2组开关管共用一个调制波,同时通断;第2种调制方法中一组开关管恒通,另一组开关管工作在高频PWM模式;第3种调制方法为2组开关管有2个独立的调制波。分析表明,第3中调制方法具有实现宽范围输出和能够调整输出电压不平衡的优点。基于第3种调制方法,建立了该整流器的数学模型,进而提出了含有输出电压upn与输出电压差Δupn两个控制环的整流器控制方法。通过对一个110 V AC输入的整流器的仿真和实验表明,只有第3种调制方法能够既实现200～380 V DC的宽范围输出电压,又能在输出电容和负载不平衡的条件下实现输出电压的平衡。     

基于I-DPWM的三电平中点钳位光伏逆变器漏电流抑制方法

对于三电平中点钳位光伏逆变器,基于断续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation, DPWM)并通过选择特定矢量进行钳位控制的方法,存在矢量分解计算时间长、注入共模电压分量和漏电流过大等不足。对此,提出了一种基于I-DPWM的三电平中点钳位光伏逆变器漏电流抑制方法。通过计算各类DPWM等效调制波来解析注入的低频共模电压分量。针对低频共模电压分量最小的DPWM1,在低频共模电压不连续点注入新的零序分量,通过减小低频共模电压来抑制漏电流幅值。同时,采用载波实现DPWM,免去了复杂的矢量运算。最后,在Matlab/Simulink平台建立了20 kW三电平中点钳位光伏逆变器的仿真模型,同时结合所设计的125 W实验样机验证了所提方法的有效性。     

面向新型电力系统的变速抽蓄电站调频策略研究

针对变速抽蓄机组调频能力的高效利用问题,提出一种考虑混合抽蓄调频容量的协同调频策略研究。首先,以变分模态分解的调频信号高、低频分量作为混合抽蓄的初始调频参考;其次,利用2种抽蓄机组调频容量的差异对混合抽蓄的调频功率进行修正;最后,依据变速抽蓄机组转差率与调频容量关系,分配变速抽蓄机组之间的调频功率,实现混合抽蓄的有序调频。仿真结果表明了所提的变速抽蓄电站调频可以有效提高抽蓄电厂的调频响应速度。     

基于模糊控制的储能参与一次调频综合控制策略

针对储能调频控制模式间以临界值方式直接切换造成功率跃变及储能荷电状态（SOC）过高过低,储能出力受限问题,提出一种基于模糊控制的储能参与的一次调频综合控制策略。首先,分析储能虚拟下垂、虚拟惯量和虚拟负惯量控制参数对系统频率响应的影响,确定各控制参数调频优势和稳定变化范围;其次,设计含虚拟负惯量控制的模糊控制器,实现控制模式之间的平滑切换和优势互补,加快频率恢复;最后,采用logistics函数设计SOC反馈控制策略和SOC自恢复控制策略,使储能容量得到更好的保持,提高储能的调频能力。仿真实验验证了所提策略的有效性。