电网基波无静差正交正弦波观测技术

快速准确地获取电网相位、频率等信息,对并网逆变器控制具有重要意义。在单相并网系统中,由于缺少与电网电压相互正交的正弦量,无法直接构建基于同步旋转坐标系的同步锁相环来获取电网相位信息。对此,提出一种无静差的正交正弦波观测器技术,可以无静差地提取电网基波和与电网基波相互正交的正弦量,并以此构建单相同步锁相环,实验验证了该方法的有效性。     

低压并联型有源电力滤波器无差拍控制方法及应用研究

以某大型冶炼厂谐波治理为应用需求,针对并联型有源电力滤波器,进行了建模分析,并根据PI传递函数的波特图分析了PI参数取值对闭环稳定性的影响。相对于传统PI控制,提出了电流内环的复合校正无差拍控制方法,并从系统响应速度、控制精度等方面进行了仿真对比分析,给出了无差拍控制法调制脉宽的求取。最后,搭建试验平台进行验证。试验结果表明,无差拍复合控制可大幅度提高系统的稳定性和可靠性,谐波治理效果明显,具有一定的理论和实践价值。     

一种新颖的铁路静止功率调节器双环控制方法

为治理由电力机车而引起的牵引供电系统的负序、谐波等电能质量问题,研究了一种先进的铁路静止功率调节器,同时为了改善功率调节器的治理效果与控制性能,本文构建了一种新颖的电压电流双环控制框图。考虑到内环电流跟踪的重要性,提出了一种基于递推积分的双滞环复合控制方法,有机结合了两种控制方法的特性,实现了两种控制方法的优缺点互补,提高了电流跟踪的速度和精度。为了稳定直流侧电压以保证调节器的正常稳定工作,根据功率调节器的结构和能量平衡原理,提出了一种直流侧电压的复合准PI控制方法,从而实现了对电压的平滑、稳定控制。最后,通过仿真和实验验证了本文所提出的控制方法的正确性,有效地改善了牵引网的电能质量问题。     

大扰动时交流微电网的运行与控制研究综述

交流微电网是促进新能源消纳、缓解能源危机与环境问题的有效手段.分布式微源是微电网的重要组成部分,一般通过电力电子接口逆变器并入电网.因而,微电网的运行特性受微源接口逆变器控制主导,呈现惯性小、过流能力弱、非线性强、抗干扰能力差等特征.这些特征导致微电网在大扰动时易发生逆变器烧毁甚至不可逆失稳等问题,严重影响微电网安全稳定运行.针对大扰动时交流微电网的运行与控制问题,首先分别从微电网电流特性与稳定运行特性2个角度进行总结.然后,梳理了微电网典型限流控制策略以及稳定性提升控制策略的研究现状,包括其主要适用场景及优缺点.最后,从多物理场耦合、多时间尺度交互、系统稳定判据、信息物理安全等方面探讨了微电网安全可靠运行所面临的主要挑战,并展望了微电网智能化、高可靠供电的发展前景.     

并联混合型有源电力滤波器的最优安装点

着重探讨混合型有源电力滤波器最优安装点的问题。建立配电网及混合型滤波器(hybrid active power filter,HAPF)的简化模型,定义以配电网各节点母线电压总畸变量为参考量的配电网谐波治理目标函数(network objective function,NOF)。通过对配电网节点导纳矩阵的分析得到配电网的电压及电流转移矩阵,并以此研究配电网的频率响应特性,为混合型有源电力滤波器无源支路的谐振频率及参数选择提供设计参考;同时以获得最优目标函数为目的阐述HAPF最优安装点的选择方法,并着重探讨电网参数变化的影响。所述方法可推广应用于各种配电网的谐波治理与无功补偿当中,工程应用结果验证了该文理论分析的正确性。     

注入式混合型有源电力滤波器直流侧过电压产生的机理及抑制方法

注入式混合型有源电力滤波器是一种应用较为广泛的谐波治理装置,一般采用不可控整流电路来维持直流侧电压.但是当电网谐波电压含量较高时系统中存在的直流侧过电压现象严重威胁着有源滤波系统的安全,目前对这方面的研究很少.本文在分析注入式混合型有源电力滤波器工作原理的基础上,着重探讨了IHAPF系统直流侧过电压产生的机理.从谐波治理效果和系统安全性等方面研究了直流侧过电压对注入式混合有源滤波系统性能产生的影响,提出了从优化注入支路参数和改进APF主电路结构等方面提高系统安全性的方法.根据本文所述方法,为某冶炼厂研制了"注入式混合型大功率有源滤波系统",运行结果表明了该方法的有效性.     

谐振阻抗型混合有源滤波器输出电流相移的分频预估补偿

混合型有源滤波器中逆变器输出电流相位经输出滤波器、耦合变压器、无源滤波器后会产生相移的问题,以谐振阻抗型混合有源滤波器为例,分析了逆变器输出电流相移的原因,提出了广义滞后的概念和分频补偿的思路。为消除广义滞后对有源滤波器带来的不利影响,利用逆变器输出电流与负载谐波电流极性相反等同于相位滞后π的原理,构造了一种新型π目标Smith预估器进行滞后补偿。结合广义积分器良好的分频性能,提出了基于广义滞后分频预估补偿的混合型有源滤波器电流广义积分控制方法及其离散迭代算法,通过PSIM仿真和实验验证了该方法的有效性和可行性。     

MRAC方法及在单相并联APF中的应用

模型参考自适应控制(model reference adaptive control,MRAC)方法具有机动性、适应性和鲁棒性,且能自动调节控制器增益而使系统稳定,为提高滤波系统的控制效果,将其应用到单相并联有源电力滤波器(active power filter,APF)中来减少电网的谐波电流和改善电能质量。非线性的单相APF系统模型不易设计其控制器以达到理想的谐波抑制效果,因而先应用广义线性化方法得到APF的近似线性模型,再通过构造Lyapunov Kra-sovskii泛函,设计一个自适应控制率渐近跟踪到系统的期望输出,并保证系统的全局渐进稳定性。仿真和实验结果显示,与PI控制方法比较,利用所提控制方法能更有效地抑制电网谐波电流,使电网电流与电源电压基本同相位。     

MMC的多载波调制策略对比分析

相比于传统直流输电技术,模块化多电平换流器型轻型直流输电系统MMC-HVDC（multi-level modular converter high-voltage direct-current）交流输出电压波形质量高,有良好的可扩展性,适用于多种电压和功率场合,而MMC调制策略对MMC系统的输出质量有很大影响,对调制策略进行研究很有必要。首先介绍了应用于MMC的载波移相调制（CPS-PWM）和载波层叠调制（LS-PWM）3种层叠方式的工作原理,并对CPS-PWM、PD-PWM、POD-PWM和APOD-PWM 4种调制进行了深入的对比分析;然后重点比较了4种调制策略在输出相电压谐波畸变率及等效开关频率等方面的表现,总结4种多载波调制的特点及应用场合;最后通过Matlab/Simulink搭建单端三相无源逆变MMC系统对4种调制进行对比分析,验证上述理论结果。     

虚拟同步机并联电流控制型变换器系统暂态同步稳定性分析

并网并联供电系统中,电流控制型变换器注入电流对虚拟同步机暂态同步稳定性有不可忽视的影响,甚至可能导致系统出现不可逆失稳问题.研究并联供电系统中变换器间的交互机理是保证系统在暂态过程中安全稳定运行的重要前提.文中建立了电流控制型变换器与虚拟同步机暂态交互模型,发现注入电流对虚拟同步机暂态稳定性的影响主要由功率耦合项决定.在此基础上,利用等面积准则分别分析了在纯感性和阻感性网络条件下不同注入电流相角对虚拟同步机暂态稳定性的影响.研究结果表明,当注入电流相角与并联线路导纳角相加接近-90°时,系统的稳定性将得到增强.基于PSCAD/EMTDC软件的仿真结果和基于RT-LAB的实验结果验证了理论分析的正确性.