基于陷波器校正的有源阻尼控制策略

LCL滤波器因较好的高频谐波衰减特性而被广泛应用于并网逆变系统中,然而LCL滤波器存在的谐振尖峰易导致并网逆变器不稳定。针对该问题,采用基于陷波器校正的有源阻尼控制策略,并通过"劳斯稳定判据+最优PI控制器设计"方法,确定优化后的控制器参数。该方法实现简单,在不增加传感器数量的前提下,可以有效地抑制LCL滤波器的谐振尖峰,提高系统的响应速度及稳定性。理论分析和仿真研究表明该方法是有效可行的。     

基于LCL滤波器的谐波抑制型能量回馈器的研究

针对LCL滤波器存在谐振尖锋的问题,在电流单环控制的基础上加入了有源阻尼电流环,讨论分析了逆变器侧电流环和有源阻尼电流环的电流双闭环控制方法.在电网电压具有较高的谐波干扰下,电流双环控制不能完全抑制因扰动引起的电流谐波,故提出了重复控制器与电流双闭环结合的复合控制技术.分别从系统的稳定性、扰动抑制性、收敛性和稳态误差特性几个方面对复合控制技术进行了讨论和分析.基于Matlab/Simulink平台建立了LCL型能量回馈器逆变系统的仿真模型,进行了关键参数的调试,并对输出电流谐波含量和电网电压有谐波干扰时输出电流波形的谐波含量进行了对比.研究结果表明,基于重复控制和电流双环控制的复合控制技术的能量回馈器输出的电流谐波含量更低,对外部干扰的抑制能力更好.     

改进型LCL滤波器拓扑在有源滤波器中的应用

为了使并联有源滤波器谐波电流补偿性能、开关纹波衰减率、系统稳定性和功率损耗等方面性能得到系统的折中和优化,提出了一种改进型LCL滤波器拓扑,该结构充分利用了LCL滤波器的频率特性,在阻尼电阻两端引入开关纹波谐振分流支路,同时在阻尼电阻上串联一小电感,有效的减少了阻尼电阻的损耗而不改变系统的静态和动态性能。仿真结果证明了所提拓扑的正确性和可行性。     

考虑电感寄生参数的有源前端LCL滤波器的设计

针对作为变换器和电网的接口的LCL滤波器的谐振问题,对LCL滤波器的设计方法、网侧谐波的国际标准要求以及电感的寄生现象进行了研究,对电感的实际模型进行了建模及影响因素推导,提出了一种考虑电感寄生参数的5 k W有源前端的LCL滤波器设计方案,利用Matlab/Simulink软件对提出的LCL设计方案进行了仿真分析,将设计的模型与理想模型进行了波特图对比,从频域的角度论证了方案的有效性,并在软件上进行了电路仿真,从系统的角度验证了方案的可行性,最后搭建了基于Dspace的5 k W有源前端的实验平台,对方案进行了进一步的验证,依据实验及仿真估算结果提出了减小损耗的改进方案。研究结果表明,该方案能充分利用LCL滤波器电感的寄生电阻,实现较好的谐振抑制性能,同时将损耗控制在可接受的范围之内。     

LCL型并网逆变器双闭环控制方法的研究

在并网逆变器中,LCL滤波较L滤波具有更好的滤波效果,但LCL型并网逆变器为三阶系统,在谐振频率处存在谐振尖峰,易发生谐振,采用入网电流直接闭环控制很难抑制谐振尖峰。采用电容串联电阻的无源阻尼方法,能抑制阻尼,但损耗较大。针对该情况,提出并网电流瞬时值外环,电容电流瞬时值内环的双环控制方法。在理论方面详细分析了电容电流内环能够抑制谐振尖峰,提高系统稳定性,入网电流外环能够实现对入网电流的直接控制。通过仿真和实验,结果表明该方法能够有效抑制电网电流谐振,提高并网电流的稳态控制精度。     

一种单相LCL型并网逆变器新型谐波阻尼策略设计

在构建LCL型并网逆变器控制数学模型的基础上,针对LCL型并网逆变器出现的谐振尖峰问题,提出了有源阻尼控制策略,并对控制系统参数特性进行了设计,以及采用电网电压前馈补偿方法提高了系统控制性能。     

三相LCL型光伏并网逆变器设计

逆变器是光伏发电实现并网的核心元件，其性能直接影响光伏并网发电的稳定性和电能质量。针对LCL型滤波器谐振尖峰，研究分析了6种无源阻尼方法。采用电容支路串电阻法抑制谐振尖峰，设计了基于并网电流反馈无源阻尼的三相LCL型光伏逆变器结构，并对各项参数进行了优化设计。最后，仿真验证了逆变器结构的有效性和参数设计的合理性，为创新港概念厂项目实施光伏发电提供了技术参考和指导。     

基于状态空间的电力有源滤波器控制策略

基于状态空间法对通过LCL与电网连接的电力有源滤波器进行了建模,通过对LCL滤波器特性的分析,应用全状态反馈来抑制LCL滤波器的谐振.在建模基础上把电网影响引入观测器设计,研究了电网建模对状态估计效果的影响,并解决了电网对APF补偿输出造成的无功问题.给出了电网电压前馈的规律.最后的仿真结果证明了该设计的正确性.     

变频器系统改进解耦控制研究

针对变频器三相电压电流经坐标变换得到dq轴电压电流分量时存在耦合且含有大量高次谐波的问题,提出一种用dq轴指令电流分量代替实测电流分量,实现解耦的改进型控制策略.通过MATLAB/Simulink仿真平台搭建基于LCL型滤波器的改进型解耦控制仿真模型,并与传统LCL型滤波器的解耦控制进行对比分析.仿真结果表明,改进后的解耦控制方法较改进前系统动态响应更快,电网电流波形质量更高.     

LCL型有源电力滤波器设计与研究

有源电力滤波器能够有效的抑制电力系统中的谐波电流和平衡无功功率。文中在分析LCL型有源电力滤波器基本原理的基础上,建立了dq坐标系下的LCL型有源电力滤波器的数学模型,搭建了LCL型有源电力滤波器的主电路和控制系统,给出了主要元器件的参数和硬件结构图;在MATLAB/Simulink中建立了LCL型有源电力滤波器模型,仿真分析结果表明:LCL型有源电力滤波器对电力系统中的谐波电流有很好的抑制效果,该LCL型有源电力滤波器设计合理。     

LCL滤波在PWM整流器中的应用

采用LCL滤波可以有效地减小PWM整流器开关频率及其倍数的高次谐波.但是LCL滤波元件存在谐振问题,会严重影响系统的稳定性.针对上述问题,提出了可以根据系统要求及成本因素,采用抑制谐振电阻或虚拟电阻的策略避免谐振,并对滤波参数计算及控制策略进行了分析,最后仿真结果证明了能够减小高次谐波并具有较好的稳定性.     

三电平APF的LCL滤波器设计和分析研究

针对有源电力滤波器(APF)补偿谐波电流时纹波较大的问题,对二极管箝位型(NPC)三电平APF的LCL滤波器设计和分析方法进行了研究。分析了滤波电感、电容和阻尼电阻等各个参数对LCL滤波器的影响,给出了LCL滤波器的设计原则和约束条件,提出了一种简单实用的LCL滤波器设计方法。首先,根据有源电力滤波器需要补偿谐波电流的最高次数和开关频率选定LCL滤波器谐振频率;然后,为了解决低频谐波电流和高频开关纹波电流互相干扰的问题,同时为了减小电感体积、节约成本,根据设计原则和约束条件对LCL的各个参数进行了优化设计;最后,在5 kVA三电平并联型有源电力滤波器实验平台上进行了实验验证。实验及研究结果表明,该设计方法在保证有源电力滤波器高补偿带宽的同时可以有效降低其纹波电流。     

基于PLC的直驱永磁风电机组机械谐振自动控制方法

为降低变流器的滤波器滤波电容扩大引起的电力系统谐振恶化情况,提出了基于可编程逻辑控制器（PLC）的直驱永磁风电机组机械谐振自动控制方法。首先,基于直驱永磁风电机组结构,构建风力机空气动力模型,分析全功率变流器的功率特性,研究直驱永磁风电机组机械谐振特性;其次,结合研究结果采用PLC编制相关控制程序,应用参数自整定模糊PID控制方法在PLC的中央处理器内保存、处理所编制的程序以及风电机组相关设置;最后,经由中央处理器调动相关指令信息后,以信号形式返回至执行机构完成指令,实现直驱永磁风电机组机械谐振控制。实验结果表明：该方法可较好地抑制直驱永磁风电机组机械谐波电流;全功率变流器并网三相输出侧的电压、电流可在0.10 s内恢复稳定,滤波器三相、单相输出侧的输出电压分别在约0.02、0.12 s接近稳定;同时可有效抑制非线性负载对直驱永磁风电机组电流的扰动。     

基于改进型陷波器的伺服系统谐振抑制研究

针对使用常规陷波器抑制伺服系统机械谐振时存在的相位滞后问题,研究了柔性传动伺服系统的机械谐振机理和常规型二阶陷波滤波器的相位特性,分析了陷波滤波器对系统性能的影响。在常规二阶陷波滤波器结构的基础上,提出了一种减小陷波器相位滞后的改进策略,减小陷波器加入系统后造成的相位裕度损失;设计了基于改进型陷波滤波器的柔性传动伺服系统机械谐振抑制系统,通过仿真分析和实验,对比了使用常规型陷波器和改进型陷波器的电机转速振动抑制效果,验证了所提策略。仿真结果表明:改进型陷波滤波器具有更小的相位滞后,可以提升系统闭环带宽。实验结果表明:改进型陷波器不仅能够实现电机转速振动抑制,还能提高系统的响应速度,减小超调量,加快了稳定速度。     

基于分布式控制的并联型直驱风力发电的环流抑制策略

在直驱型风电发电系统中,采用变流器并联技术可以减少通过单个变流器的功率,增加系统容量,实现冗余系统。采用分布式控制能更好地实现冗余,但存在差模环流和共模环流,会使交流电流发生畸变、不均流、波形不对称等问题,增加功率半导体器件损耗,降低系统效率。本文在分析并联变流器模型的基础上,推导出dq0坐标系下差模和共模环流表达式,提出抑制该环流的控制策略,并有效抑制机侧环流和网侧环流。同时,采用仿真和实验验证了所提方法的正确性。     

基于LCL滤波电压型PWM逆变器有源阻尼控制研究

本文对LCL滤波PWM逆变器采样桥臂侧电流和采样网侧电流的数学模型幅频特性进行了分析,对滤波电容并联虚拟电阻系统建模并分析其幅频特性及对稳定性的影响,仿真实现了滤波电容并联虚拟电阻算法的有源阻尼控制策略,验证该算法的有效性和可行性.     

基于虚拟磁通的并网逆变器直接功率控制研究

基于传统直接功率控制的策略思想,系统分析改进了有源阻尼、谐波抑制、虚拟磁通估计和锁相环技术等控制算法,进而提出了改进的直接功率控制策略。仿真结果表明,改进的直接功率控制能有效改善并网逆变器的电流质量,降低总谐波畸变率,并使电网电压和注入电网电流同相,且功率因数接近为1。     

基于LCL滤波的AFE在船舶变频器的应用

介绍了AFE(Active Front End,有源前端)的原理及控制策略,研究了LCL滤波器的幅频特性。以船舶变频器为例进行参数设计,通过Matlab/Simulink仿真与试验,验证所选LCL滤波器参数的正确性。     

多谐振恒功率控制策略的微电网谐波抑制研究

针对LCL滤波型微电网逆变器并网过程中出现的谐振问题,提出了LCL恒功率控制和多谐振PI控制相结合的微电网逆变器谐波抑制策略,在对原理详细分析并建立数学模型的基础上,着重就恒功率多谐振PI复合控制策略的实现过程进行了研究。通过仿真验证了控制策略的有效性,表明该方案稳定了输出功率,降低了微网逆变器并网电压总谐波畸变率、电流畸变率,抑制效果明显,是一种行之有效的谐波抑制方法。     

结构滤波器在望远镜主轴控制系统中的应用

为了提高望远镜控制系统的闭环带宽和动态性能,研究了结构滤波器对控制系统闭环性能的影响。根据望远镜机械跟踪架的弹簧质量模型推导了系统的传递函数,分析了电机和负载转动惯量与谐振频率的关系,设计了基于系统开环频率特性的结构滤波器。将设计的结构滤波器串联入控制回路,用于减小机械谐振的幅值。介绍了结构滤波器的设计方法,以及加入结构滤波器后对控制系统闭环性能的影响。最后,在2m望远镜跟踪架转台上进行了验证实验。结果表明,加入结构滤波器后系统的闭环带宽由10Hz提高到了13 Hz,有效地抑制了速度的稳态谐振,提高了望远镜控制系统的速度跟踪性能。得到的实验结果验证了结构滤波器能够有效地提高系统的动态性能。