基于准比例谐振控制的单相SVG控制策略研究

针对电力系统单相冲击性负荷的无功及谐波补偿需求,提出了一种单相SVG的控制策略,包括瞬时电流波形检测算法和基于改进比例谐振控制电流跟踪算法。瞬时电流波形检测算法能够快速准确地检测负荷电流的无功电流和谐波电流,具有延时小、受频差和电压畸变影响小等特点。改进比例谐振控制是基于谐振控制算法,针对各次谐波精确制造谐振控制回路对各主要次谐波进行精确补偿。利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序搭建单相SVG模型,对常规PI控制和改进准比例谐振控制的控制性能进行了试验对比,仿真结果验证了改进准比例谐振控制对基波无功电流和各次谐波电流的良好的跟踪性能。     

应用于VSC-HVDC输电的谐波抑制控制器

基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的高压直流输电工程在运行工况变化时,换流电抗器电感参数将随之变化,双闭环解耦控制器中含有电感参数的电流内环解耦将不准确或失效。为此,提出了一种dq同步旋转坐标系下无电感参数的解耦控制器。针对VSC-HVDC交流系统5、7、11、13等低次谐波含量较大的问题,提出了一种PI与准PR级联的控制器。算例仿真结果表明所提解耦控制策略可实现有功和无功的独立快速调节,能够有效抑制交流谐波,提高VSC-HVDC并网的电能质量。     

具有参数鲁棒性的三相电压源型并网逆变器模型预测电流控制

传统模型预测电流控制十分依赖精确的数学模型,然而建模存在的误差会使模型参数失配。针对模型参数失配引起的控制器鲁棒性较差问题,提出了具有参数鲁棒性的模型预测电流控制算法。通过对模型预测电流控制的工作机理进行分析,论述了电感失配对控制器的影响;根据实际电流变化量与预测电流变化量的关系建立电感观测器并划分观测区域,使预测模型具有强鲁棒性。在两电平三相电压型并网逆变器系统上对所提算法进行仿真与实验,在模型参数失配时,控制器可通过电感观测器准确跟踪实际电感值并修正模型,从而有效降低并网电流的总谐波含量,仿真和实验结果验证了该算法的可行性与有效性。     

基于双环解耦的CSC—STATCOM控制器的设计研究

提出一种基于电流型换流器的双环解耦控制无功电流补偿的方法,该方法利用锁相环和瞬时无功电流检测理论、SPWM调制方法控制CSC-STATCOM的输出无功电流来调节输电线路上的无功传输.将CSC-STATCOM的数学模型通过d-q变换实现解耦控制.同时,直流侧电感采用PI控制使电流稳压.最后,在MATLAB/SIMULIN软件下进行仿真验证,证实了本控制方法的优越性.     

带LCL滤波并网逆变器改进PR控制策略

针对同步旋转d-q坐标系下的矢量控制需要复杂的坐标变换,又很难消除系统稳态误差的问题。本文为并网逆变器的控制提出了一种基于两相静止坐标系下带LCL滤波的改进PR控制器的新控制策略,减少了一些复杂的旋转坐标变换,简化了控制算法。该控制策略能够实现电网电流无稳态误差跟踪交流指令信号,同时实现了静止坐标系下有功无功(PQ)的解耦控制。最后经过仿真表明,采用改进PR控制器的并网逆变器具有优良的动静态控制性能,实现了电流无稳态误差跟踪,对低次谐波以及指定次谐波具有很强的抑制能力,具有重要的实用价值。     

基于预测专家控制的开关电源控制算法研究

为了实现AC/DC功率变换的单位功率因数控制,抑制电感电流的高次谐波,通过对传统的功率因数校正升压电路拓扑结构进行改进,同时采用预测专家控制算法,用于功率变换电路的控制。仿真试验表明,预测专家控制算法能有效地控制改进后的功率因数校正电路,使功率变换器工作在单位功率因数下系统具有较快的动态响应特性,并且对电感电流有较强的谐波抑制能力。     

基于滞环的四象限整流器间接电流解耦控制

四象限整流器具有网侧谐波小、功率因数可控、能量能双向流动等特点,在兆瓦级大功率场合应用广泛。传统的间接电流控制无电流反馈,过度地依赖主回路参数,因而对功率因数的控制不够准确,无功消耗大。解耦控制引入电流反馈,通过锁相环将基波电流分解成有功电流和无功电流,引入有功无功电流双闭环控制,降低了控制系统对主回路参数的敏感性,提高控制精度和稳定性。在功率解耦的基础上通过有功无功电流判断功率因数,分析矢量图得到滞环控制规律,动态地微调调制波幅值与相位,实现单位功率因数控制。该方法保留了功率解耦的控制效果,简化了控制算法。仿真和实验结果均验证了该算法理论的正确性和有效性。     

基于新型改进谐振控制器的APF无谐波电流提取控制策略

为了消除传统谐波电流提取环节对APF动稳态性能的影响,本文提出一种dq坐标系下基波电流与谐波电流分环解耦的新型控制结构.通过分环解耦,基波电流控制环只跟踪控制直流量,以实现直流侧电压稳定.谐波电流控制环利用改进谐振控制的选频特性,将负载电流直接送入谐波电流环,无需进行谐波分量提取,从而消除谐波提取环节带来的指令信号误差和延时.为提高系统相位裕度,本文提出一种新型改进谐振控制器,在余弦内模谐振控制器基础上引入一个实轴右半侧的零点,并在离散域下展开频率特性对比和参数影响分析.最后,通过实验验证了所提方法的有效性.     

三电平静止同步补偿器内模控制研究

静止同步补偿器(STATCOM)用于电网动态补偿时,无功电流检测环节及电流控制器的设计对其补偿性能起着决定性的影响。在传统的FBD功率理论的基础上,对传统FBD检测法做出改进,引入电网虚拟磁链模观测器代替原有的锁相环对电网电压进行重构,提高了电网电压存在畸变时无功电流的检测能力,同时采用惯性环节代替了低通滤波器降低了检测系统的时延。在此基础上针对静止同步补偿器存在着非线性和强耦合的特性,提出一种基于内模控制原理和三电平空间矢量算法相结合的电流解耦控制方法,根据内模控制基本原理,设计了静止同步补偿器的双闭环内模控制器。基于Matlab/Simulink仿真平台,对改进型FBD无功电流检测方法和电流环内模解耦控制器进行了系统仿真分析,最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

基于MMC拓扑的有源滤波器控制策略研究

为提高大容量有源滤波器(APF)的耐压水平和等效开关频率,提出了一种基于模块化多电平(MMC)的有源滤波器控制方法。该控制方法对APF输出的基波电流采用间接电流方式实现有功和无功的解耦控制,采用基于正序基波提取器的预测谐波电流控制实现对谐波电流的补偿,然后将间接电流方式和预测谐波电流控制方式产生的电压信号作为有APF输出电压的参考值。同时,为克服传统载波相移脉宽调制方式均压控制环节PI控制器繁多的缺点,对载波相移脉宽调制方式做了改进,采用载波相移脉宽调制和电容电压排序均压控制相结合的调制方式。通过Matlab/Simulink对其进行了仿真验证,该控制方法是正确可行的。     

集中补偿型LCL-APF的有源阻尼控制方法研究

针对电网中采用无源网络进行滤波后仍然存在的谐波及无功问题,采用LCL-APF系统在变配电所侧对电网中的谐波及无功分量进行集中补偿。该LCL-APF系统采用直接功率控制的策略,省去了复杂的谐波检测及计算环节,改善了网侧电流的失真情况,将电网电流的谐波畸变率从26.86%降到了3.78%。通过机理建模及波特图分析,在功率控制环内加入有源阻尼环节,有效抑制了三相LCL系统引起的谐振问题,提升了LCL-APF系统的动态性能。仿真结果证明了该控制方法的正确性与可行性。     

基于DSP和滑模变结构控制的三相三线有源电力滤波器

针对滑模变结构控制方法在有源电力滤波器中的应用问题，提出了基于DSP的有源电力滤波器的谐波和无功电流实时检测方法，建立了三相三线有源电力滤波器电流控制回路数学模型，提出了滑模变结构控制方法，对该控制策略下三相三线有源电力滤波器的控制性能进行了分析，该方法跟踪的快速性好，系统的稳定性好，具有良好的纠偏能力。给出了基于该检测和控制方法的有源电力滤波器的仿真和实验结果，结果证明了该方案应用于有源电力滤波器的正确性和可行性。     

改进的并联型H桥APF控制策略研究

为了提高并联型H桥有源滤波器的工作效率，当电源电压失真时，更短的时间内计算出更精确的补偿电流，提出了一种自适应谐波检测算法和载波相移正弦脉冲宽度调制技术（CPS-SPWM）相结合的控制策略。首先通过自适应谐波检测算法快速准确地计算出参考补偿电流，为无差拍控制提供精确的补偿指令，然后采用外环电压PI控制实现桥臂电压稳定，并采用内环均压比例控制实现桥臂上子模块电容电压相同，最后通过CPS-SPWM为有源滤波器提供更准确的调制波信号。通过仿真结果，证明了改进的控制策略比传统方法具有更高的稳定性和准确率。     

新型注入式并联混合型有源电力滤波器

为了满足大型变电站谐波抑制和大功率无功补偿的要求,提出了一种新颖的并联注入混合有源电力滤波器,在补偿大功率无功功率的同时,降低了有源电力滤波器的容量,减少了滤波装置的初期投资,也更适合于工程实践应用.详细介绍了这种滤波器的滤波原理,提出了基于自适应预测算法的谐波检测方法,提高了谐波检测精度,采用基于广义积分迭代算法的三重离散滑模变结构的混合型有源滤波器控制策略.220kV变电站挂网运行的工程应用结果表明这种新型注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,可获得良好的滤波效果.     

滑窗迭代DFT法APF直流侧稳压控制研究

有源电力滤波器(APF)是抑制电网谐波的新型方法,其补偿性能主要取决于谐波检测环节和控制环节,同时直流侧稳压控制是APF正常工作的前提。引入滑窗迭代DFT谐波电流检测方法;提出一种稳压电流各相均分的直流电压控制策略;从功率平衡的角度分析了电压环PI调节器参数设计方法。建立仿真模型及设计实验样机,仿真和实验均验证了滑窗迭代DFT法谐波检测的快速性和精确性,以及所提直流侧稳压控制策略的正确性。     

基于DSP控制的并联型功率因数校正技术研究

传统的并联型有源滤波器(APF)需要检测负载电流,同时计算出其中的谐波及无功分量.该算法较复杂,计算延时大,易导致控制的实时性变差.采用直接电流控制的并联型功率因数校正(PFC),则不需要复杂的算法,它保留了传统APF双环控制的优点上,同时使控制变得简单.此处在分析并联型PFC原理的基础上,进行了仿真,基于DSP控制,...     

基于优化FBD算法的谐波与闪变综合抑制装置的应用与研究

根据当前电网中存在的实际问题,提出对系统进行谐波与闪变综合抑制的必要性.对传统的FBD(Fryze-Buchholz-Dpenbrock)法进行分析和改进.在此基础上针对三相四线制系统对FBD法进行了优化设计,通过增加一个反馈回路,提高了检测方法的实时性,增强了谐波与闪变抑制装置的动态响应特性.在理论研究与仿真分析的基础上,搭建了基于并联型有源电力滤波器的谐波与闪变综合抑制装置的仿真与实验模型,检测算法采用FBD优化算法,电流跟踪控制电路采用基于滞环比较的空间矢量控制策略.仿真与实验效果验证了检测算法与控制策略的有效性和准确性.     

注入式混合型有源电力滤波器谐波检测方法研究

首先分析了注入式混合型有源电力滤波器的结构及工作原理,针对有源电力滤波器的工作性能很大程度上取决于对谐波电流高精度、实时的检测,提出一种基于瞬时无功功率理论ip～iq谐波检测算法的改进算法,采用最小均方（LMS）自适应滤波器作为检测电路中的低通滤波器。可以更快地检测出谐波电流的指令信号,具有更好的稳态检测精度。利用MATLAB对其进行建模和仿真,验证了谐波电流检测算法的正确性和有效性。     

基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器非线性控制方法

针对有源电力滤波器电流谐波分量检测复杂、非线性负载变化时电源电流畸变的问题,提出基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器(SHAPF)非线性控制方法。在建立SHAPF仿射非线性模型的基础上,设计电压-电流双闭环控制回路。从稳定性角度出发,针对内环电流环提出基于Lyapunov函数的非线性控制策略,实现无功补偿电流的解耦控制,快速跟踪谐波参考电流,并以增强系统抗干扰性能为优化目标,求取控制器最优增益,确保线路参数发生摄动或负载需求发生阶跃变化时,系统仍能稳定运行。外环电压环采用滑模非线性控制方法,保持电容电压平稳,实现负载突变时的动态调节。应用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,并基于d SPACE实验平台验证所提出控制策略的可行性和有效性。仿真和实验结果表明:基于Lyapunov函数的非线性控制方法具有简单易行、稳定性高、鲁棒性强的特点。     

一种检测单相电路无功与谐波电流的跟踪算法

有源滤波器是改善电能质量的一种有效手段,它要求快速准确地检测出负载电流中的谐波和无功分量.针对单相系统瞬时谐波与无功检测方法算法复杂的问题,根据有功和无功功率定义,提出一种检测单相瞬时无功与谐波电流的快速跟踪算法.该方法通过在一个计算周期内,用低通滤波器和锁相环电路得到与电源电压基波同相频的标准正弦波与负载电流乘积后,采样存入采样数据存储队列,然后比较队列中基波周期前后一段数据来快速跟踪有功电流,从而得到实际补偿的谐波和无功电流.仿真表明该方法正确可行,在一个周期内可以实现对补偿电流的准确提取,而且对电流变化跟踪效果好,防干扰能力强.算法简单快速,只需两个乘法器,易于实现.