不对称电网电压下双馈风力发电机的控制方法

分析了不对称电网电压下双馈风力发电机的运行特性,进而提出一种基于多频点比例积分谐振控制器的矢量控制方法,通过定子侧功率的单闭环结构,实现不对称电网电压下的双馈电机控制.相比于传统的正负序双dq域控制,所提方法既不需要负序dq域控制器,也不需要转子电流内环,控制结构简单.同时,该方法只需对一个简单参数(λ∈[0,2])进行调整,即可实现不对称电网电压下双馈风电系统的多种不同控制目标.基于MATLAB/Simulink平台搭建了1.5 MW双馈风电仿真平台,仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性.     

三电平NPC整流器控制及中点电位平衡控制技术

通过分析三电平中点箝位式整流器工作原理,建立了基于开关函数的三电平整流器的数学模型,提出了一种基于dq轴解耦的控制策略,对解耦后的电流以及电压进行双闭环控制系统设计,实现了有功电流和无功电流的无差调节以及直流侧电压的稳定.在简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的基础上,提出了一种根据三相输入电流和中点电位的波动...     

星接串联H桥多电平静止无功发生器不平衡补偿分析

在电网电压不平衡和补偿电流不平衡的情况下,需要采取合适的控制策略以保证星接串联H桥多电平静止无功发生器(static var generator,SVG)的各相H桥模块直流侧电压恒定。常用的方法是在星接串联H桥多电平SVG中叠加零序电压。该文综合考虑并网电压不平衡和补偿电流不平衡的情况,研究了星接串联H桥多电平SVG正常运行的条件。详细分析了并网电压不平衡度、补偿电流不平衡度与装置额定电压之间的定量关系,推导出在电网电压一定的情况下,装置的负序电流补偿能力;同时,讨论了在补偿电流一定的情况下,电网电压变化对装置输出的影响。通过仿真和实验验证了相关理论分析的正确性。这些量化分析对星接串联H桥多电平SVG的应用和选型具有指导意义。     

基于简化SVPWM算法双三电平变换器研究

详细分析了三电平SVPWM的简化算法,将传统两电平电压空间矢量控制算法应用于双三电平变换器。在d-q坐标系下建立基于开关函数的三电平中点钳位电压型整流器高频数学模型,在此基础上采用电压外环与电流内环的双闭环控制来实现三电平整流器的高性能特性。利用三电平矢量控制算法,实现电机的无速度传感器矢量控制。在实验室中以DSP F2812为主控制器建立实验平台,验证了采用上述算法的优越性能。     

基于DDSRF的不平衡负载下SVG分序补偿研究

不平衡负载的存在会导致电网三相电流不平衡,降低电网电能质量,静止无功发生器(SVG)在电能质量治理领域得到广泛应用,针对不平衡问题提出基于DDSRF的SVG分序补偿策略,首先推导了SVG的数学模型,利用双同步坐标系解耦(DDSRF)分离出电网的正、负序电流,在dq旋转坐标系下分别对电网中的正、负序电流进行补偿。最后在Matlab/Simulink搭建系统模型,仿真结果表明该控制策略实现了对电网不平衡电流的补偿和对系统无功的补偿,且响应速度很快、补偿效果良好。     

基于Lyapunov函数的NPC型三电平SAPF非线性控制策略

传统并联型有源滤波器(SAPF)的控制方法只能实现电网平衡时的控制,且在负载发生变化时补偿效果不理想。针对这些问题,选取三相四线制系统下中性点钳位(NPC)型三电平SAPF作为研究对象,提出了基于Lyapunov函数的非线性控制方法。首先,建立了被控对象在dq0坐标系下的数学模型;针对电流内环提出了基于Lyapunov函数的非线性控制策略。同时,从稳定性的角度出发,选取合适的控制参数,保证线路参数变化时平衡/不平衡电网下系统的稳态和动态性能;其次,针对直流侧电压不平衡问题,采用基于电荷平衡原理改变空间矢量脉宽调制算法中正负小矢量作用时间的控制方法,维持直流侧电容电压的稳定和平衡。最后,利用Simulink软件仿真和实验验证将所提出的基于Lyapunov函数的非线性控制器用于NPC型三电平SAPF的可行性和优越性。与传统的比例—积分控制相比,所提出的控制方法有更快的响应速度和更好的补偿效果。     

双三电平双馈电机控制系统

以双馈电机的矢量控制技术为研究对象,采用交流/直流/交流变流器作为主电路。交流/直流采用三相三电平整流器实现网侧的单位功率因数,减少对电网污染的同时实现能量的双向流动。直流/交流采用三电平逆变器,并对双馈电机进行定子磁链定向的矢量控制,定子侧功率因数为1,且电机动态性能良好。本文还采用了一种新型的电压空间矢量脉宽调制算法对三电平逆变器的电压空间矢量平面进行简化,将三电平逆变器电压空间矢量平面简化至两电平空间矢量平面,并方便地实现了对中点电位平衡的控制。     

静止无功发生器在不平衡系统中的控制策略研究

针对电网中三相负载不平衡或大容量单相负载的使用在电网中产生大量负序电流,对其造成严重影响的问题,对SVG数学模型进行分析基础上提出了基于dq坐标变换正序与负序双向同步控制静止无功发生器(SVG)的控制策略,采用两组控制器分别对SVG输出电压的正序分量和负序分量进行闭环反馈独立同步控制,达到既可补偿由感性或容性负载产生的正序无功电流,又可以有效抑制电网中负序电流的目的,提高了电网功率因数,减少了由负序电流引起的电网不平衡等故障。通过MATLABSimulink的仿真分析证明了该控制方案的合理性和有效性。     

三电平整流器PWM控制技术

为了分析三电平PWM整流器解耦控制的运行效果,采用对三电平PWM整流器在旋转dq坐标系中进行坐标变换的处理方法,得到了其简化的数学模型,建立电压电流解耦环节,对解耦后的dq轴电流分量分别进行PI控制,实现了电流内环和电压外环的独立控制.仿真结果表明,采用该方法进行解耦控制的三电平PWM整流器相电压、相电流在稳定运行时基本上保持同步,并且网侧相电流的THD只有2.865%,能够达到直接上网的要求.     

二阶广义积分锁相环在三电平SVG中的应用

针对NPC三电平静止无功发生器(SVG)的运行特性,设计了基于二阶广义积分器的锁相环(DSOGIPLL)的并网控制模型。利用二阶广义积分器(SOGI)对不平衡条件下电网电压进行正负序分离,结合二阶广义积分器频率自适应特征与同步坐标系锁相环(SRF-PLL)特征,完成了不平衡电网条件下的锁相设计。仿真结果表明DSOGI-PLL能在电网不平衡条件下快速、准确地跟踪电网电压的频率和相位,同时具有良好的频率自适应性。最后在以DSP与FPGA为控制器的SVG样机上验证了双二阶广义积分锁相环的可行性。     

30^o-390^o矢量模式单周控制三相三线制三电平APF

为了减小有源电力滤波器（APF）的开关应力和损耗，便于实现用低耐压开关器件提高APF功率等级，提出了一种基于30^o-390^o区间矢量模式单周控制三相三线制三电平APF。APF主电路采用二极管钳位型三电平拓扑结构，控制策略采用矢量模式单周控制。推导建立了所提出的APF数学模型和控制目标方程，详细分析了系统稳定性和PI调节器设计，并比较了30^o-390^o区间和0^o-360^o区间矢量模式单周控制的区别和联系。最后对APF工作于三相电源平衡和不平衡时的情况分别进行了仿真和实验研究，研究结果表明．所提出的APF能有效地补偿系统谐波和无功电流，补偿性能好，验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。     

基于T型三电平变换器的SVG仿真研究

静止无功发生器(SVG)能够显著地抑制和达到实时补偿效果.对于这一优势,采取基于T型三电平变流器拓扑结构的SVG作为研究对象,通过分析获得了系统模型,是一种存在耦合项的模型;因此为了实现解耦控制,提出了一种新型的状态反馈式补偿器,使得SVG输出电流能够稳态无误差地跟踪期望信号.同时也通过相应的控制实现了直流侧电容电压的均衡与稳定.最后在仿真软件MATLAB软件中进行了验证,为三相三电平SVG的研究与发展提供了基本保障和良好的平台.     

基于重复和准比例谐振复合的直驱风机网侧变流器控制策略

为了提高电网电压不平衡及畸变条件下永磁直驱同步风电机组的运行性能,提出了一种基于重复控制与准比例谐振控制复合的直驱风机网侧变流器控制策略。该控制策略根据电网电压不平衡条件下变流器控制目标得到电流指令值,在两相静止坐标系下利用复合控制,实现对基频电流的无静差跟踪,并抑制交流电网谐波的干扰。在提出控制系统详细框图的基础上,对各个控制环节的设计方法进行了研究,并评估了控制效果。仿真结果表明,该控制策略在电网电压不平衡及畸变的工况下,能有效抑制有功功率波动,降低电流谐波畸变率,验证了策略的正确性。     

静止无功发生器在电压不平衡下的工作特性及其对不平衡电压的补偿

电网电压不平衡对并网的电力电子装置有着十分重要的影响.本文详细分析了采用传统控制方法时静止无功发生器(SVG)在电网电压不平衡下的工作特性.为了降低不平衡电压对SVG的危害及其对负载的影响,在SVG补偿无功的基础上,提出一种多目标补偿控制策略.当电网电压严重不平衡时,SVG就从补偿无功的功能切换到补偿电压不平衡的功能,扩展了SVG的功能.仿真和实验结果验证了该方法的正确性.     

基于滑模观测器的三电平风力发电并网逆变器无差拍优化模型预测控制

针对中点钳位型(NPC)三电平并网逆变器系统,提出了一种基于滑模观测器的无差拍可优化有限控制集模型预测控制策略。为了降低电网电流谐波量及有功和无功功率的独立控制,采用了基于幂次函数的滑模观测器,实现对电网电压和耦合项进行实时性观测;以滑模观测器为基础,结合空间电压矢量位置信息,提出了基于电流无差拍的优化有限控制集模型预测控制,减少了控制计算量;通过基于中点不平衡电压补偿的性能代价目标函数,提高了控制系统的性能。仿真结果表明了该控制策略的可靠性和有效性。     

三电平结构SVG输出电流谐波分析及滤波器设计

研究三电平静止无功发生器主电路结构与调制方法。对三电平SVG输出电流谐波与纹波电流进行分析并利用双重傅里叶变换推导出三电平SVG输出电流公式并计算输出电流纹波。通过对输出电流纹波的计算,可以知道在达到相同电流纹波要求的情况下,三电平SVG输出滤波器逆变器侧电感值仅需要二电平时的2/3。在此基础上根据装置无功补偿能力、谐波抑制要求以及三电平SVG输出电流特点提出一种三电平SVG输出滤波器设计方法,使其在满足无功补偿能力的前提下,采用较小的电感实现较好的滤波效果。最后通过仿真与实验证明提出的设计方法的可行性。     

基于简化三电平算法的有源电力滤波器研究

建立了三相三线制三电平有源电力滤波器（APF）的主回路拓扑和数学模型,分析了简化的三电平空间矢量控制算法和电容中点电位控制方法,对所采用的算法进行了实验验证,实验结果证明,简化的三电平空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法在有源电力滤波器中应用,可以获得良好的谐波补偿效果,而且易于数字化的硬件实现,具有良好的应用前景。     

NPC三电平静止无功发生器SVPWM简化与改进

分析了应用较多的二极管箝位型三电平静止无功发生器主电路原理,着重探讨了三电平SVPWM技术的简化与改进。提出将不同扇区中的三电平参考空间矢量经过旋转、加减运算、再旋转的方法,最终都转化为同一个固定扇区内的两电平参考矢量来进行合成运算,从而实现了三电平SVPWM算法的简化,减轻了主控制器的运算负担。提出了以SVG交流侧瞬时电流为根据修正SVPWM脉冲序列中正、负小矢量作用时间,在控制直流中点电压平衡的同时避免了增加系统的硬件电路,实现了三电平SVPWM算法的改进和优化。仿真和实验结果证实了该SVPWM简化、改进方法的正确性和有效性。