基于模糊滞环控制的三相光伏并网系统研究

滞环控制是一种应用较为广泛的电流跟踪控制,在三相光伏并网逆变器系统的设计中,控制策略常采用电流滞环控制。这种控制方式存在的主要问题是开关频率不固定、电流谐波较大。针对该问题提出了一种模糊滞环宽度控制的方法。通过研究开关频率和滞环宽度之间的关系,建立模糊规则,动态地调节滞环比较器的宽度,从而达到稳定开关频率的目的。MATLAB建模仿真表明该方法与传统固定滞环环宽的方法相比,具有跟踪电流谐波含量小,跟踪精度高和响应速度快等优点,同时可有效地降低最大开关频率,保证系统装置运行的可靠性。     

一种APF模糊自适应可变环宽滞环控制器

为改善常规滞环控制方式逆变器开关频率高且频率变化范围大的缺陷,提出了一种基于模糊自适应可变环宽的滞环电流控制方式。由于滞环宽度随给定信号及电压的变化而自动调整,故可有效地减小开关频率及频率的变化范围。简要说明了自适应可变环宽的滞环电流控制方式的工作原理,详细地给出了模糊自适应可变环宽控制器的设计方法。通过对常规滞环控制方式、自适应可变环宽滞环控制方式及模糊自适应可变环宽的滞环控制方式的仿真研究,结果表明,所提方法有效地降低了开关频率,减小了开关频率的变化范围。由此构成的三相有源电力滤波器能很好地满足对谐波补偿的高精度和实时性的要求。     

一种新型的多阶滞环空间矢量控制方法的分析

针对三相PWM整流器的传统滞环控制存在开关频率不固定造成谐波畸变较大以及空间矢量控制需进行大量计算容易造成控制滞后的问题,提出结合滞环电流控制与空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制优点的控制方法。介绍了一种新型的基于α,β静止坐标系的多阶滞环空间矢量控制方法,采用α,β静止坐标系避免了三相a,b,c坐标系中相互独立缺乏协调的问题,多阶滞环比较器的运用权衡了开关频率与控制精度间的关系,通过实验验证了该方法具有滞环电流控制和空间矢量控制的优点,并降低了电流总谐波畸变率(THD)。     

基于变环宽的Vienna整流器滞环控制研究

与传统的桥式电路相比,Vienna整流器由于具有同电平数下,开关应力低、体积小、低输入电流谐波,可靠性高等优良特性,在能量单向流动的高中等功率场合,特别在高压直流供电系统获得广泛应用。详细分析Vienna整流器工作机理的基础上,针对经典滞环控制策略开关频率不固定、网侧电流谐波大、电网电压抗扰性差等问题,引入电网电压加权的变环宽滞环策略,同时进一步针对Vienna整流系统直流侧中点电位不平衡问题,设计并采用了中点电位修正策略。为验证策略的正确性与可靠性,在理论分析基础上构建了完整的仿真模型与实验平台,仿真与实验结果表明设计有效减小了网侧电流畸变,同时可有效平衡中点电位。     

定环宽逆变器电压滞环控制环宽-谐波畸变分析

针对单相半桥逆变电源,提出一种恒定滞环宽度的电压滞环控制方法,并通过对输出电流的检测实现开关管的零电流开通(Zero Current Switching, ZCS)。控制器通过检测负载输出电压并与电压滞环比较,当输出电压超出控制滞环、且输出电流为零时控制相应开关管开通,直至输出电压重回控制滞环带或输出电流过流时关断,进一步的,本文研究了定环宽控制下,滞环宽度与输出电压总谐波畸变率之间的关系。仿真结果表明,基于定滞环宽度的电压滞环控制方式在零电流开通状态下可良好地跟踪上参考电压滞环,且在恒定滞环宽度控制下,滞环宽度与输出电压总谐波畸变率之间呈线性关系。     

自适应滞环电流控制逆变器复合控制策略

针对传统滞环电流控制下双Buck逆变器功率管开关频率不固定导致开关管损耗大、输出电压中的谐波频率范围广的缺点,采用滞环宽度可以根据逆变器电气参数实时调整的自适应滞环电流控制策略,使得开关频率基本保持固定,且滞环宽度按照2倍输出频率余弦变化.同时在电压外环中采用数字PID控制和重复控制相结合的复合控制策略,减小波形失真,...     

基于电流变化率的准恒频滞环电流控制方法

针对滞环电流控制存在的开关频率不固定,设计输出滤波器困难的缺点,通过对开关频率与滞环环宽关系的分析,提出了一种根据电流变化率调节环宽的准恒频滞环电流控制方法。控制方法根据电流变化率来实时调节滞环控制的环宽,实现开关频率的恒定;具有响应速度快和稳定性好的优点,同时克服了滞环电流控制开关频率不固定的缺点;较已有方法计算量小,不依赖于系统参数,容易实现,并通过理论推导和仿真证实了方法的可行性和正确性。     

基于电流跟踪的电子负载控制方式研究

为了达到交流电子负载实时跟踪模拟负载参考电流的目的,参考Delta变换器的工作条件,通过对交流电子负载三角波调制方式和滞环控制方式工作特性的理论分析,对比了两种方式的优缺点:三角波调制方式的开关频率固定,电流跟踪误差在三角波幅值之内,低频时电流跟踪精度较差,放大器增益有限,电流误差开关周期平均值不为0,易产生低次谐波,含有三角波同频及其倍频谐波,当电流误差波形斜率高于三角波斜率时,比较器会出现多个相交比较点,导致很高的开关频率;而滞环电流控制电流响应快,但谐波丰富,不利于滤波。推导得出了滞环宽度和开关频率的函数关系,提出了一种固定开关频率的滞环控制方式,并通过仿真计算验证了该控制方式的优越性。     

可变环宽的有源滤波器在微电网中的应用

由于常规滞环控制方式使逆变器开关频率高且频率变化范围大,针对此问题提出了一种变环宽度的滞环控制方法,对可变环宽的滞环控制方式的工作原理进行了简要的说明,并投入到有源滤波器中进行验证,仿真结果验证了改进的有源滤波器的开关频率明显降低。光伏发电系统中含有大量的电力电子设备,因此会产生大量谐波。将有源滤波器应用到光伏系统中,达到消除系统谐波的目的。通过PSCAD仿真分析得以验证。     

改进的有源电力滤波器滞环电流控制策略

针对滞环电流控制开关频率不固定、频率范围大从而产生较大损耗的问题,以提高控制精度、减少开关损耗为目标,提出一种有源电力滤波器随机变环宽滞环电流跟踪控制方法。该方法针对电力系统负荷的特点,产生预置变环宽函数,能够较合理地给出滞环宽度,并引入随机函数,将开关频率范围拉宽,使电流频谱分布范围更宽,从而降低谐波畸变率,减少开关损耗。仿真及实验结果均证明了其可行性,可在保持总控制精度的同时有效降低总开关损耗,同时具有良好的补偿性能。     

三相电压型PWM整流器无电流传感器控制策略研究

三相电压型PWM整流器有间接电流控制和直接电流控制两种方式 ,两种控制方式各有优点。根据三相电压型PWM整流器的高频动态数学模型 ,提出了基于开关函数检测的无电流传感器控制策略。该控制策略兼有间接电流控制结构简单 ,成本低和直接电流控制动态响应速度快、限流容易、控制精度高等优点。实验结果验证了控制策略的可行性     

三电平脉冲宽度调制整流器定频直接功率控制

在传统的直接功率控制和电压定向控制的基础上,给出了三电平脉冲宽度调制整流器的数学模型,提出了一种固定开关频率的三电平脉冲宽度调制整流器直接功率控制方法。该控制结构为直流电压外环、功率控制内环,实现了有功功率和无功功率的动态解耦,且采用空间电压矢量调制,开关频率固定,简化了滤波器的设计。仿真结果表明,该控制方法能保证中点电位平衡、网侧电流谐波小,具有良好的动、静态性能,实现了单位功率因数运行。     

基于直接功率控制的电压型PWM整流器的电动汽车充电器研究

针对电动汽车充电器,提出了基于电压型PWM整流器的改进的直接功率控制策略。首先,介绍了PWM整流器的拓扑结构;然后分析了传统的六区间直接功率控制系统的基本原理和控制特性;为了改善控制特性,在传统六区间的控制方法的基础上,提出了十二区间的控制方法,并对该方法进行了详细推导和阐述,给出了在该方法定义下的开关表;最后用PSCAD对改进的直接功率控制方法进行了可行性验证,用QuartusII9.0对开关表进行了仿真,发现各项数据都可以达到预期指标。     

虚拟磁链定向的PWM整流器矢量控制研究

提出了三相电压型PWM整流器的改进d-q模型,引入虚拟磁链定义,建立通用的d轴虚拟电网磁链定向的双闭环矢量控制(VFOC)系统,与传统的电压定向矢量控制相比较,省去了电网电压传感器,减少了系统成本.提出能够准确观测虚拟磁链的低通滤波器补偿法,有效抑制电压电流波干扰.仿真结果和实验结果验证了这种方法的可行性和有效性.     

电网不平衡条件下LCL-VSR控制策略研究

针对电网电压不平衡状态对LCL滤波的PWM整流器的控制策略进行了研究,将有源阻尼控制与不平衡控制进行结合.传统输出电流平衡控制中由于正序有功电流指令中含有2次谐波,使得输出电流中含有3次谐波,这里通过添加陷波器消除了此2次谐波;对功率平衡控制中的电流指令算法进行了简化,解决了传统的指令算法计算量较大不利于工程实现的问题...     

基于PWM整流器双PFC模型的电机能量回馈系统

用PWM整流器取代通用变频器的二极管整流电路,采用双PWM整流器/逆变器,设计了电机能量回馈系统。通过分析PWM整流器的数学模型,提出了一种基于α-β静止参考坐标系的PWM整流器双功率因数校正变换器(PFC)定频控制策略。在两相静止坐标系中将PWM整流器等效为2个与传统单相PFC类似的电路结构,然后根据电压空间矢量调制理论,分析了开关信号由两相静止坐标系到三相静止坐标系变换的控制策略。实验结果表明,该系统不仅能够将电机机械能转化的电能有效地回馈到电网,而且能够有效抑制注入电网的谐波,实现网侧单位功率因数控制。     

基于低开关损耗滞环控制三相整流器的研究

为了减少三相PWM整流器的开关频率及开关损耗,在研究滞环电流控制方法以及空间矢量控制方法的基础上,提出了改进的空间电压矢量控制方法。该方法通过检测电流误差矢量与参考电压矢量的空间分布给出最佳的电压矢量切换,使电流误差控制在滞环宽度以内;采用空间电压矢量消除相间影响,并且实现简单,无需复杂的矢量变换。仿真及实验结果验证了所提方法的可行性。     

基于二自由度PID的三相PWM整流器调压改进策略

基于前端电压源型整流器(voltage source rectifier,VSR)与后端电压源型逆变器(voltage source inverter,VSI)级联的VSR-VSI双三相脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)变换器已在电梯能量回馈系统中得到广泛应用,但前端三相VSR采用传统比例积分(proportional integral,PI)双闭环控制结构通常存在中端直流母线电压无法兼顾抗干扰性和跟踪性的问题。为此,文中提出一种基于二自由度比例积分微分(proportional integral differential,PID)的三相PWM整流器调压改进策略。首先,阐述基于VSR-VSI双三相PWM变换器级联系统的结构和工作原理,并给出前端三相VSR的传统PI双闭环控制方案及其参数设计过程,分析该方案不能兼具良好的抗干扰性与跟踪性的原因。在此基础上,给出基于二自由度PID的前端三相VSR直流调压优化策略及其参数设计方法。最后,利用软件仿真与实验测试对比结果共同验证了所述三相PWM-VSR直流调压改进策略的有效性与优越性。