基于无源性与滑模变结构控制相结合的VIENNA整流器控制策略

针对VIENNA整流器的非线性特点,提出一种无源性控制与滑模变结构控制相结合的混合控制策略。在建立同步旋转坐标系下VIENNA整流器非线性数学模型的基础上,推导了VIENNA整流器的Euler-Lagrange数学模型,分析了VIENNA整流器的无源性。利用无源性理论及滑模变结构控制理论设计了VIENNA整流器的控制器,即电压外环采用滑模变结构控制、电流内环采用无源性控制的双闭环控制算法。在MATLAB7.1/Simulink环境中建立了仿真模型,并搭建了800 W的实验样机。仿真与实验结果表明,所提出的混合控制策略达到了控制的目的。利用无源性控制与滑模变结构控制相结合的整流器具有鲁棒性强、动态特性好、抗干扰能力强等优点。     

基于SVPWM的VIENNA整流器研究

分析了三相三开关三电平(VIENNA)整流器的工作原理,研究了其空间矢量脉宽调制(SVPWM)的实现方法,提出了此整流器的矢量控制策略.采用电压外环和电流内环的双闭环控制,实现了VIENNA整流器的高性能特性.基于Matlab仿真平台,搭建了VIENNA整流器的仿真模型,仿真结果表明,该整流器能实现良好的动态性能和稳态性能.     

基于空间矢量控制的VIENNA整流器特性及控制研究

通过对VIENNA整流器工作原理的分析,针对其拓扑的电压空间矢量特性,设计了基于空间矢量控制原理的VIENNA整流器控制系统。通过电压外环和电流内环控制实现VIENNA整流器的单位功率因数运行,并控制冗余小矢量的作用时间以完成中点电位平衡控制。最后搭建了实验平台对控制策略进行验证。证明了所提出控制策略的可行性。     

带中点电位平衡的VIENNA整流器反推控制研究

由于VIENNA整流器具有强耦合及非线性的特点,在建立VIENNA整流器d-q坐标系数学模型的基础上,采用反推控制策略实现对于直流电压以及d-q轴电流的控制。将基于两电平空间矢量脉宽调制SVPWM（space vector pulse width modulation）的简化算法移植到VIENNA整流器中,分析了VIENNA整流器SVPWM工作原理,并在此基础上采用软件算法调整P、N小矢量的作用时间,实现中点电位的平衡。最后,利用Matlab/Simulink软件搭建仿真平台,验证所提控制策略的合理性以及有效性。在中点电位平衡作用下,与传统的PI控制相比,反推控制增加了输出直流电压的稳定性,改善了电流谐波,并进一步提高了功率因数,使得VIENNA整流器有更好的动态响应性能。     

VIENNA整流器的滞环电流控制研究

通过分析三相三开关三电平(VIENNA)整流器的工作原理,提出了基于滞环电流比较的控制策略,并将母线电压偏差引入电流参考,通过调节电流参考的直流偏移实现中性点电压平衡。最后通过VIENNA整流器的仿真和2kW样机试验,在电压、负载突变及三相不平衡条件下,验证了控制方法的可行性。稳态条件下其谐波畸变率小于3%,功率因数为0.99。     

基于新型自抗扰控制的VIENNA整流器控制策略

针对VIENNA整流器采用传统比例积分控制存在动态响应慢、抗干扰能力差等问题,提出自抗扰和滑模控制相结合的复合控制,将滑模控制中的滑模面和切换律引入自抗扰控制器中,设计了基于改进的自抗扰控制的VIENNA整流器电压外环控制器,采用切换律的概念,以获取整流器系统的主输出,增强了VIENNA整流器的抗干扰性并提高了系统的稳定性。仿真和样机验证了该控制策略的可行性。     

三相四线VIENNA整流器及其数字控制策略研究

提出一种三相四线制三电平(VIENNA)整流器及其控制策略,实现功率因数校正(PFC).描述了三相四线制的VIENNA拓扑,在物理解耦的基础上,将整流器等效为输出并联的三路三电平单相PFC整流电路.对其进行原理分析、稳态计算,并介绍了基于直接电流控制的双闭环控制策略的原理和实现过程.仿真及实验结果表明,该整流器的网侧功...     

VIENNA整流器的重复控制实现

VIENNA整流器应用非常广泛,有着很高的研究价值,如何抑制其电流谐波是控制设计的难点之一.在诸多控制方法中,比例谐振以及重复控制是较为突出的方法,而重复控制在抑制谐波方面,较比例谐振控制在控制器的结构上有着更为简单、便于实现的优势.针对VIENNA整流器比例积分(PI)重复控制的设计进行了分析.从理论上分析了其较单PI控制的优劣,从便于工程实现角度出发,介绍了重复控制应用于VIENNA整流器完整的设计步骤,并且通过实际应用验证了该方案的有效性.     

三相VIENNA整流器矢量控制策略的研究

针对三电平VIENNA整流器存在中点电位波动、控制复杂的问题,将直流侧中点电压偏差引入到电压定向电流解耦的双环控制中,通过调整矢量作用时间来达到直流侧中点电压平衡控制,并探究了一种三电平空间矢量平面简化到两电平矢量平面的简化空间矢量脉宽调制算法。最后通过MATLAB/Simulink搭建VIENNA整流器矢量控制仿真模型,通过仿真分析证实了该控制策略简单可行,且具有良好的动态性能和静态性能。     

基于无源与自抗扰的Vienna整流器控制策略研究

为提高整流器抗干扰能力与减少对电网的不良影响,采用T型VIENNA整流器实施直流输出电压、交流输入电流的综合控制。在建立三相T型VIENNA整流器数学模型的基础上,提出非线性虚拟阻尼注入的无源电流控制算法,使输入电流具有跟踪速度快、稳态精度高、谐波畸变率低的特性;采用直流侧电压反馈误差非线性控制的自抗扰算法,实现了在负载扰动和电网电压波动时直流侧电压的快速恢复和稳定输出。该控制策略与典型的电压比例-积分调节(proportional-integral controller,PI)+电流PI或传统无源电流控制策略相比,可使Vienna整流器运行于高功率因数,低谐波畸变率,直流侧输出电压稳定,抗负载、电网电压扰动能力强。仿真与实验结果验证了T型Vienna整流器电压、电流误差非线性控制的无源与自抗扰策略的可行性和有效性。     

基于滞环控制的高功率因数VIENNA整流电路的研究

针对三相VIENNA整流器谐波畸变率高、功率因数低等问题,本研究以三相VIENNA整流器为研究对象,研究了拓扑结构、基本工作模态、功率因数、控制方法、仿真等。采用电压外环电流内环的滞环控制策略,并通过MATLAB/Simulink仿真软件进行开环以及闭环的模拟仿真,通过仿真的对比和试验,结果表明:使用滞环控制策略的三相VIENNA整流器可以满足直流侧稳压输出和功率因数校正等要求,同时也降低了交流侧输入电流的谐波含量。     

基于优化预测控制的VIENNA整流器研究

提出一种基于优化预测控制的VIENNA整流器设计方案,在其拓扑结构原理分析的基础上,对整流器参数进行优化设计。优化预测控制的外环控制是在功率预测控制基础上引入准比例谐振(QPR)电流控制,其内环控制采用无差拍控制。仿真和实验表明,该控制策略有效地实现了功率因数校正,直流输出侧具有较好的抗扰性、平稳性。     

多VIENNA级联型整流电路的协调控制

针对级联式高压整流电路的控制问题,采用多个VIENNA整流器级联构成高压直流系统,设计了主电路拓扑与双闭环控制器,并提出一种多VIENNA整流器电压平衡的协调控制策略。通过仿真试验,验证了双闭环级联型VIENNA高压整流电路的稳定性及其协调控制的正确性。     

基于单周期控制的三相VIENNA整流器中点电压平衡控制策略

三相VIENNA整流器作为三电平Boost型中点箝位NPC(neutral point clamped)结构变换器,其具有所需开关器件少、功率因数高、开关管电压应力小和控制环节简单等特点,具有较高的研究价值。而中点电位波动是NPC结构变换器固有的问题,以单周期控制的三相VIENNA整流器作为研究对象。对其直流母线电压利用率较低和中点电压交流波动的问题进行建模分析,提出了在单周期控制基础上加入中点电压平衡控制环,不仅可以基本消除中点电压波动,而且可以提高直流母线电压利用率。最后通过仿真验证了所提控制策略的正确性。     

基于STATCOM和LCC-MTDC技术的大规模风电并网技术研究

以西北电网千万千瓦级风场为背景,提出了采用相控换流器与STATCOM结合的多端直流输电技术进行大规模风电并网的方法。从两个层面上进行控制器的设计,一是从含有STATCOM的整流器交流侧子系统角度,针对策略的快速响应能力以及良好的控制特性。STATCOM非线性特性,引入逆系统方法设计其控制器并推导整流器直流侧电流与STATCOM直流侧电压的关系,提出适合于整流器的控制策略,保证交流侧功率平衡。其次从MTDC整体性能出发,设计相应的控制策略来确保系统稳定运行。在PSCAD/EMTDC中的仿真结果验证了所提控制策略的快速响应能力以及良好的控制特性。     

VIENNA整流器硬件在回路仿真研究

本文采用理论分析、离线仿真和实时半实物试验手段相结合的方式,研究三相三电平VIENNA整流器,讨论其与三相二极管中点钳位式三电平PWM整流器的联系和对比;将其等效为串联双Boost拓扑相间解耦,采用单周控制,实现了低谐波,单位功率因数、动静态性能良好的可控整流,最后搭建基于硬件在回路的半实物仿真实验装置,试验结果验证了控制策略的可行性和有效性。     

定频化VIENNA整流器模型预测电流控制

VIENNA整流器是一种高性能三相三电平整流器,不仅网侧性能优良,并且具有功率密度高、结构简单等特点。将模型预测控制引入了VIENNA整流器的电流控制当中,并针对传统模型预测控制计算复杂、开关频率不固定的缺点,提出了一种定频化的模型预测电流控制方法,通过优化价值函数、引入调制模块的方式固定开关频率,并实现网侧单位功率因数、输出直流电压稳定和输入电流正弦的目标。实验验证了所提方案的正确性。