电动汽车充电站谐波治理方案

电动汽车充电设备运行过程会产生谐波电流,引起电网的电能质量问题。传统的无源滤波器滤波性能受系统阻抗影响,且可能存在无源滤波器与系统阻抗并联谐振的问题,对此采用有源电力滤波器(APF)对电动汽车充电站的谐波进行治理。传统PI控制器无法实现交流信号的无静差控制,故采用无差拍控制策略实现指令电流的精确跟踪。针对无差拍控制延后一拍引起的稳定性问题,引入增益系数以保证控制系统的稳定性。为实现谐波的精确补偿,对指令电流进行了预测。实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

单相逆变器并网控制方法的对比研究

传统的单相光伏并网逆变器通常采用PI控制器。然而PI控制器有两个缺点,除了抗扰能力有限外,在参考信号为正弦波的情况下还具有稳态误差。为了克服这些缺点,本文对比例谐振控制(PR)和无差拍控制进行了研究,并与传统的PI控制器进行对比。首先,通过在基波频率处引入一个无穷大的增益并对比例谐振控制器(PR)的性能进行分析。此外,采用无差拍控制原理,设计适合单相光伏逆变器系统的无差拍控制器。并通过调整PR控制器的主要参数进行控制器设计。文章最后通过仿真,对PR控制器和无差拍控制器的动态和稳态特性以及总谐波失真(THD)等性能进行相比分析。结果表明,无差拍控制器具有更好的动态干扰抑制能力,而PR控制器具有良好的稳态特性。     

并联型PFC电流控制策略的研究

介绍了并联型功率因数校正(PFC)技术的工作原理,对两种电流控制策略PI控制和无差拍控制在并联PFC技术中的应用进行了分析与比较,重点分析了无差拍控制。在理论分析的基础上,进行了仿真研究。建立了单相并联型PFC系统模型,包括无差拍电流控制模块,给出了系统关键参数,将无差拍控制与PI控制仿真结果进行了比较,验证了无差拍电流控制设计思想的正确性和可行性。     

双三相永磁同步电机无差拍电流预测控制

传统PI控制器的双三相永磁同步电机四维电流矢量控制无法有效抑制交变的谐波电流分量,且动态响应速度较慢.为有效降低相电流谐波畸变率,提高矢量控制动态响应速度,提出了一种基于无差拍的双三相永磁同步电机电流预测控制策略.引入无差拍控制器控制基波平面电流,可以提高系统动态响应速度.同时,在谐波平面引入比例谐振(PR)控制器,可以实现对谐波平面电流的无静差跟踪.仿真和试验结果表明,所提出控制策略在动态响应和谐波抑制的效果上均优于基于比例积分(PI)控制器的四维电流矢量控制.     

三相四桥臂并联型APF无差拍控制策略的研究

以四桥臂并联型有源电力滤波器为研究对象,对三相四线制系统的谐波检测方法和有源电力滤波器的控制策略分别进行了系统的研究。采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测法来计算谐波电流指令值。详细阐述了无差拍控制的原理,对无差拍控制模型进行了理论推导,对系统实现步骤和谐波电流预测进行了研究。实验论证了该无差拍系统的可行性,总结了无差拍控制应用的优点和问题。     

三相四桥臂并联型APF无差拍控制策略的研究

以四桥臂并联型有源电力滤波器为研究对象,对三相四线制系统的谐波检测方法和有源电力滤波器的控制策略分别进行了系统的研究.采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测法来计算谐波电流指令值.详细阐述了无差拍控制的原理,对无差拍控制模型进行了理论推导,对系统实现步骤和谐波电流预测进行了研究.实验论证了该无差拍系统的可行性,总结了无差拍控制应用的优点和问题.     

配电网中光伏微网系统的新型控制策略

本文基于三相光伏发电与有源滤波器的工作原理,分析了一种能够对两者实现统一控制的系统拓扑结构,并基于该系统拓扑结构提出了一种无差拍控制与PI控制与相结合的复合控制策略。所提到的无差拍控制具有响应快速、精度高等特点,能够解决光伏微网系统负载侧的电流突变问题;而PI控制单元具有适应性好,鲁棒性强,算法简单的特点,能提高系统稳定性。最后,利用Matlab／Simulink仿真验证了该复合控制策略的合理性和可行性。     

Z源光伏并网逆变器无差拍解耦控制

提出了光伏并网系统的无差拍解耦控制策略,并将其应用于三相Z源光伏并网逆变器中。通过无差拍控制与改进的空间矢量脉宽调制技术相结合,实现了Z源光伏并网系统有功与无功功率的解耦控制。采用双时采样策略减少了无差拍控制由于采样与运算时间的存在造成的控制延时,提高了无差拍控制的精度与稳定性。仿真与实验结果表明,该控制策略能实现Z源的升压,并网电流谐波畸变率低,而且能实现并网电流与电网电压同相位即单位功率因数运行。     

基于模糊辨识的UPS逆变器无差拍控制策略的研究

介绍了UPS逆变器无差拍控制的基本原理，通过仿真和实验分析了控制系统的稳定性和参数灵敏性，提出了基于在线模糊辨识的无差拍控制策略。实验结果表明，这种控制方法在控制对象参数变动时仍然保持了系统稳定性和输出电压的无差拍特性，大大提高了传统无差拍控制逆变器系统的鲁棒性。     

并网逆变器自适应鲁棒无差拍控制的改进研究

随着数字信号处理器(DSP)的使用日益广泛,无差拍控制由于其简单性和易于实现而备受关注。其可在较宽的目标频率范围内减小谐波失真,同时动态响应快。但无差拍控制器的稳定性与跟踪精度受系统延迟与系统参数偏差的影响。对已有的自适应鲁棒无差拍控制进行推广,依据控制模型分析了参数偏差与稳态误差的关系,使得逆变器在较低开关频率下运行也能具有较好稳态精度。最后通过实验对所提方法进行了验证。     

基于LCL滤波器的并网逆变器PI与重复控制

利用坐标变换建立电网电压定向d、q坐标系下的数学模型。在此基础上,对LCL型并网逆变器中LCL滤波的稳定性进行了分析,然后分别在重复控制系统稳定性条件、补偿函数设计方法等方面进行理论分析和推导计算。通过Matlab分别对PI控制、重复控制、PI与重复复合控制进行仿真试验,对理论分析进行验证。试验结果表明,PI与重复控制策略既保持了重复控制良好的稳态特性,也明显改善了系统的动态性能。     

基于PDFF速度调节器的PMLSM无差拍电流预测控制

针对电磁弹射用永磁同步直线电机控制系统动态响应速度快、抗干扰能力强的需求,传统永磁同步直线电机PI控制系统无法满足控制需要的现状,本文设计了具有高动态性能、强鲁棒性的速度-电流双闭环控制系统。在转速环引入伪微分前馈-反馈调节器,电流环采用无差拍电流预测控制,同时为消除永磁同步直线电机参数失配以及外部扰动造成的电流波动,设计了扩张状态观测器对扰动进行观测,并对电压参考值进行补偿,提升了系统的鲁棒性和动态响应能力。最后利用MATLAB/Simulink仿真验证了设计的可行性,设计的系统相较于传统PI速度调节器电流预测控制系统动态响应速度更快、抗干扰能力更强。     

计及闭环策略的并网逆变器集群阻抗特性比较分析

以逆变器集群为接口的新能源大规模接入改变了电网的动态特性,次/超同步振荡现象频发,制约了新能源的并网消纳。为深入研究该类型振荡的抑制方法,以单台并网逆变器输出阻抗为最小建模单元,引入谐波线性法推导了PI控制和准PR控制策略下逆变器闭环系统的序阻抗模型,在此基础上建立考虑多台逆变器并联运行的等效阻抗模型。通过对比两种闭环控制策略下逆变器集群输出阻抗的低频段动态特性和接入弱电网后的系统稳定性,在电流内环具有相同稳定裕度的情况下,相较于PI控制,逆变器集群采用准PR控制时互联系统稳定裕度更大,可以降低系统发生次/超同步振荡风险。最后在Matlab/Simulink仿真平台搭建逆变器集群并网仿真模型,模拟了不同强弱电网环境下的并网稳定与失稳现象,从而验证理论分析结果。     

基于不同建模的HVDC控制器参数优化方法

针对目前高压直流输电(HVDC)系统的比例-积分(PI)控制器参数优化方法中仅基于单一数学模型的局限性,提出了一种PI控制器参数的整定方法。通过建立高压直流输电逆变侧系统的传递函数模型,求出控制器参数的稳定边界,基于该稳定范围求取符合系统稳定裕度的区域;接着,建立了高压直流输电逆变侧系统的小干扰动态模型,验证了小干扰动态模型的正确性,求解得到符合系统渐进稳定的区域,并将2个区域进行叠加,得到既能满足系统稳定裕度要求,又能满足系统渐进稳定要求的PI控制器参数范围。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建电磁暂态模型进行仿真验证,结果表明该整定方法能兼顾系统的稳定裕度和渐进稳定性。     

一种光伏并网与电能质量复合控制系统的设计

结合光伏并网发电系统和有源电力滤波器,研究了一种既能够并网发电,又可以实现无功补偿、电网谐波电流滤除的新型系统。提出了适用于该系统的无差拍复合控制策略,并给出了该策略的原理和复合指令的计算方法。最后,搭建了仿真模型和实验平台,给出了该系统的具体实现方案。运行数据验证了系统结构和控制策略的有效性和合理性。     

Robust dead-beat current control for PWM rectifiers and activefilters

This paper analyzes the stability limitations of digital dead-beat current control applied to voltage-source three-phase converters used as pulsewidth modulation rectifiers and/or active filters. In these applications, the conventional control algorithm, as used in drive applications, is not sufficiently robust and stability problems may arise for the current control loop. The current loop is, indeed, particularly sensitive to any model mismatch and to the possibly incorrect identification of the model parameters. A detailed analysis of the stability limitations of the commonly adopted dead-beat algorithm, based on a discrete-time state-space model of the controlled system, is presented. A modified line voltage estimation technique is proposed, which increases the control's robustness to parameter mismatches. The results of the theoretical analysis and the validity of the proposed modification to the control strategy are finally verified both by simulations and by experimental tests     

基于新型趋近律的PMSM反演滑模控制

在永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中,针对传统的PI控制器控制精度不足、超调量大、易受外界扰动影响的问题,本文提出了一种反演滑模控制器替换传统的PI控制器,该反演滑模控制器是由反演法与滑模控制理论相结合产生的,且在趋近律设计方面引入双曲正切函数和系统状态变量,从而形成一种新型趋近律,代替传统的指数趋近律,提高系统的收敛速度,减小滑模抖振现象。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明,该方法使系统对电机的转速有着良好的控制效果,与PI控制、传统滑模控制以及变指数滑模控制相比较,具有较好的动态响应性能,转速超调量分别减少了22.15%、18%和2.75%,系统抗扰动能力提高,具有较强的稳定性。     

基于PCHD模型的三相光伏LCL并网逆变器自适应模糊无源控制研究

针对传统PI控制下三相并网逆变器的鲁棒性较差的问题,文中首先建立了基于LCL滤波器的三相两电平变流器的端口受控哈密尔顿(PCHD)数学模型,根据建立的PCHD模型采用互联和阻尼配置(IDA-PBC)的无源控制方法,设计了无源控制器,通过李亚普洛夫第二方法验证了系统的稳定性,并且为了加强对直流侧电压的控制能力,采用了模糊控制.最后,在Matlab/Simulink中搭建了基于模糊控制的无源仿真模型,验证了该控制策略的鲁棒性和有效性.     

基于电感电流无差拍控制的三相并网逆变器

针对传统并网逆变器的电流矢量PI控制存在功率耦合问题,需要进行复杂的解耦控制,难以实现并网逆变器系统无稳态误差控制。为了解决这一问题,文章采用瞬时功率外环和电感电流无差拍内环的控制策略,推导了三相并网逆变器的离散数学模型,减少了大量坐标变换,简化了并网逆变器控制系统的设计。通过Matlab仿真结果表明,在并网电流发生变化时,该控制策略仍可以实现并网逆变器输出有功、无功的功率解耦,且并网逆变器的输出电流具有良好的动态跟踪性能,电流谐波含量较低,满足并网要求。     

混合式配电变压器数字控制系统离散域建模与稳定性分析

为准确分析混合式配电变压器(HDT)数字控制系统的特性,构建了HDT连续-离散混合控制模型,并分析了HDT数字控制系统的稳定性。针对所建立的HDT数字控制系统离散域模型,考虑采样和零阶保持器引入的延时环节的作用,结合双线性变换并利用朱利判据推导了离散域下HDT控制系统比例积分参数的约束条件,进而分析并揭示了采样周期对于HDT数字控制系统稳定性的影响规律,并确定合理的数字控制参数。最后通过仿真以及实验验证了理论分析的正确性。