T型三电平APF改进快速模型预测控制策略

针对T型三电平有源电力滤波器(APF)采用模型预测控制(MPC)策略时每个控制周期价值寻优次数多、运算负担大的问题,提出一种改进快速MPC策略.该控制策略是对传统的扇区判断法优化的MPC策略的进一步改进,将以限制电压跳变、开关频率为条件的条件约束法和传统的扇区约束法相结合,大幅度缩减价值寻优候选矢量集的元素个数,将价值...     

无差拍优化T型三电平APF模型预测电流控制

为实现T型三电平有源电力滤波器(APF)的高性能电流跟踪控制及其鲁棒性,提出了一种无差拍优化有限集模型预测控制(FCS-MPC)算法,并设计了滤波电感在线观测器。首先,为降低滚动优化过程的运算量,提出了一种基于谐波电流无差拍预测的电压矢量控制集简化方法,减少了每个控制周期内迭代计算的次数。然后,为降低电感参数失配对FCS-MPC算法性能的影响,设计了一种电感观测器完成参数的在线修正。最后,通过仿真对所提算法完成验证。仿真结果表明,所提算法不仅保持了传统FCS-MPC优越的动静态响应性能,同时显著减少了数字实现的运算量,提升了参数失配时控制系统的鲁棒性。     

T型三电平并网变换器电流重构模型预测控制策略

T型三电平变换器是连接新能源和电网的关键设备,其电流传感器故障会导致控制策略失效,影响并网系统安全稳定运行。为提高T型三电平并网变换器可靠性,提出一种基于电流重构的模型预测控制策略。该策略分析相电流和电压矢量之间的关系,分别用直流电流、正常相电流和预测电流重构故障电流。重构故障电流所需的电压矢量按照重构方法分成两个电压矢量集合。连续使用预测电流重构故障相电流会导致重构电流积累误差。因此需要检测当前时刻电压矢量集合,确保下一时刻选择不同的电压矢量集合,避免重构电流积累误差。实验结果表明,在电流传感器故障后,所提策略可使T型变换器容错运行且并网电流拥有较低的电流总谐波失真率,提高了并网系统可靠性。     

多电平APF特定次谐波与预测电流控制策略研究

有源电力滤波器(APF)的动静态性能,与谐波补偿控制策略有密切联系。为了提高APF的补偿性能,此处提出一种特定次谐波控制策略与预测电流控制策略相结合的多电平APF控制策略。其中,特定次谐波控制策略主要补偿谐波含量较大的低频特定次谐波,并实现单次谐波补偿;预测电流控制补偿其余谐波及补偿不平衡电流。基于特定次谐波与预测电流的多电平APF控制策略小功率实验结果表明特定次谐波控制策略和预测电流控制策略可显著降低补偿后的网侧电流谐波畸变率,并可补偿不平衡电流。     

T型三电平储能变流器控制策略的研究

大功率、轻量化、小型化是未来储能变流器系统(PCS)的发展方向,T型三电平拓扑结构在这方面有巨大优势。在分析T型三电平拓扑的基础上,采用比例积分(PI)控制与重复控制相结合的复合电流控制策略控制LCL滤波器,有效抑制了低次电流谐波的含量,提高了交流侧稳态电流质量。实验结果表明,系统稳定可靠,电流谐波得到抑制且电流动态响应速度快。     

T型三电平拓扑的PWM控制策略

对T型三电平逆变器的拓扑结构进行了分析研究,提出一种T型三电平逆变器PWM控制方法。该方法针对T型三电平拓扑结构,根据负载电流的极性,对零电平时的开关状态进行相应的控制,实现对输出参考电压矢量的合成。分析了该拓扑结构的死区特点及影响,常规的PWM控制方法加入死区后,相电压会出现4种不同的电压畸变,应用文中提出的控制方法,使原本复杂的4种电压畸变情况简化为2种,并提出了具体的死区补偿策略,有效补偿了输出电压的畸变。仿真结果验证了控制方法的可行性与有效性。     

基于复合模型预测控制策略的三电平APF研究

电力有源滤波器(Active power filter,APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段之一。提出一种三相静止坐标下的基于模型预测控制复合控制器,复合控制器由改进的自适应广义积分器和模型预测控制两部分组成。该复合控制策略有效地整合了预测控制和自适应广义积分器的优点,在最大限度利用模型预测进行谐波电流快速跟踪的同时,采取自适应广义积分器对各次谐波进行无静差跟踪控制。所提出的复合控制器与三电平电压空间矢量调相结合,能够消除单独预测控制交流变量时所存在的稳态误差问题和改善系统鲁棒性。详细研究了复合控制器的设计方法,并给出了系统的参数设计和稳定性分析。最后通过实验验证了控制方法的正确性和有效性。     

基于CDSC的三电平APF电流预测控制

针对三电平有源电力滤波器(APF),提出一种基于级联延时信号消除(CDSC)法的柔化模型预测控制方案,进行谐波补偿。构造CDSC模块提取指令电流信号,对指令信号进行柔化处理后,通过电流预测模型进行预测输出,结合反馈校正和滚动优化,使APF的电流跟踪过程快速且精确,大大降低了网侧电流的谐波含量;直流侧电压控制采用简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,简化了算法并有较高的动态性能。通过dSPACE实时仿真系统的对比实验验证,相比传统方法,所提控制方案对谐波的检测和补偿更加精准,保证了三电平APF直流侧电容电压的稳定和中点电位快速平衡,动态性能和稳定性有较大提升。     

T型三电平充电模块的平坦-QPR控制策略

为提高直流充电桩T型三电平充电模块的鲁棒性能和动态性能,减小网侧电流谐波含量,提出一种基于微分平坦理论与准比例谐振控制(QPR)相结合的新型双闭环控制策略.该控制策略内环采用无需解耦的准比例谐振控制,外环采用以电容能量为平坦输出的平坦控制.对T型三电平模块的工作原理进行分析,并给出该控制策略的具体实现方案.在仿真平台将...     

NPC三电平PWM整流器直接电流控制策略研究

基于矢量控制原理提出一种适用于NPC三电平PWM整流器的直接电流控制策略。首先建立了NPC三电平PWM整流器的数学模型,然后结合矢量控制的原理分析,提出一种dq矢量控制策略,最后在MATLAB/Simulink仿真软件中搭建仿真实验平台对策略的有效性进行验证。研究结果表明,该控制策略不仅可以实现有功、无功电流的独立控制,而且直流侧电压控制稳定,系统运行良好。     

二极管钳位型三电平APF电流环的分析和设计

三电平有源电力滤波器与传统的两电平相比,由于三电平更小的输出滤波电感、更低的开关频率和功率开关更高的耐压水平等优点而被广泛关注,二极管钳位型三电平有源电力滤波器也得到了广泛的研究与应用。文章在三电平APF的基础上,针对三相非线性负载产生的奇次谐波,通过坐标变换到单一同步旋转坐标系下,奇次谐波会变换成偶次谐波的特性,提出了一种基于T/2周期的重复控制和PI控制相并联的复合控制策略。介绍了PI控制器和重复控制器的参数选择,并对系统的稳定性和误差进行了分析,并采用空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)进行调制。最后,通过MATLAB/Simulink软件仿真和实验验证了所提复合控制器的正确性和可行性。     

T型三电平PCS电能质量辅助治理控制策略

储能变流器(PCS)是储能介质与电网或负荷的接口,主要承担储能介质与电网或负荷的能量交换.为提高PCS的利用率,解决非线性以及不平衡负荷对电网电能质量造成的不良影响,提出一种混合坐标系下基于比例积分(PI)+矢量PI(VPI)的电能质量辅助治理控制策略.在同步旋转坐标系下,通过PI控制器实现基频有功功率、无功功率的控制...     

T型三电平拓扑及其中点电位平衡控制策略

相比于传统的两电平拓扑,T型三电平拓扑具有电磁干扰低、效率高、输出谐波含量低等优点。本文对T型三电平变流器的拓扑结构进行了分析,研究了T型三电平拓扑的工作规律和控制方法,将空间矢量调制技术应用到T型三电平拓扑的控制中。针对T型三电平拓扑逆变器中点电位平衡控制难题进行了分析和研究,对其中一个电容的电荷量进行PI调节控制,使其电压始终维持在直流电源电压的一半,从而很好地控制了中点电压的波动。此外,该方法还可以有效地避免直流侧电容参数差异对中点电压的影响。仿真结果证明了本文方法的可行性和有效性。     

三电平APF谐波电流及中点电位平衡控制

针对三电平有源电力滤波器,提出一种基于带柔化输入的模型预测控制方法用于谐波补偿。同时,为避免直流侧中点电位的波动和偏移问题给系统稳定性带来的不利影响,采用基于平衡因子和简化SVPWM算法的中点电位平衡控制策略。模型预测控制方法根据实际有源电力滤波器控制系统设计电流预测模型,同时将预测输出与实际输出的偏差及时反馈,结合滚动优化,使有源电力滤波器的补偿电流快速跟踪参考值。直流侧母线电压控制采用简化三电平SVPWM算法,简化了算法同时保证了中点电位平衡。建立了APF预测电流控制的等效模型,并进行了仿真验证。所提方法有效柔化电流输入从而减小超调,较传统预测控制方法更为稳定,减少了谐波含量和改善了补偿精度,并保证了直流母线电压的稳定和中点电位快速平衡。仿真结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。     

基于模块化多电平变换器的电流滞环跟踪型并网控制策略

基于电流滞环型双闭环并网控制策略运用于模块化多电平变换器(MMC),实时监测电网电压、并网电流与给定电流误差,从而决定其网侧输出电压,使得并网电流快速、高效地跟踪给定电流;同时对并网电流脉动频率、开关频率做了详细分析,证明了该策略优越性。建立虚拟子模块,在此基础上根据子模块电容电压大小排序和桥臂电流方向,不断改变虚拟子模块与实际子模块驱动信号的循环映射关系,达到子模块电容电压动态平衡的目的。该控制方法适用于任意单元级联和任意电平数。设计了一台五电平MMC的实验样机对上述控制方法进行了实验验证。     

基于T型APF的三相整流器及其控制策略

提出一种基于T型有源滤波器(APF)的三相整流器拓扑结构,给出了系统主电路参数设计方法,建立了T型APF的数学模型,设计了两种控制策略并进行了比较研究,即仅采用系统电流反馈控制策略和系统电流反馈控制与负载电流前馈控制相结合的控制策略.采用PSCAD/ EMTDC对两种控制策略进行了仿真分析,并进行了实验验证.仿真和实验结果的一致性表明,本文提出的拓扑结构是可行的,提出的控制策略是有效的.     

基于DSP的三电平APF研究

在社会飞速发展的形势下,电力系统中的非线性负荷表现出与日俱增的趋势,电网轻微的扰动,就会对一些负载产生严重影响,进而造成严重后果,电能质量问题日益凸显。有效抑制电网的谐波,提高电能质量成为电力研究热点。对比两电平APF,三电平的APF能够在较低的晶闸管开关频率的条件下,对较高电压表现出很强的承受能力,也能够很好地抑制谐波畸变,同时自身的损耗也比较小,在中高压大功率的领域得到广泛的应用。聚焦三电平有源电力滤波器,对三电平变流器的设计、LCL滤波器的设计和电流跟踪控制进行研究。     

四桥臂APF三维空间矢量电流跟踪控制研究

为解决三相四线制不对称电网系统的谐波污染问题,通过对三相四桥臂有源电力滤波器(APF)的电路结构进行分析,并与三桥臂APF的电流跟踪控制方法进行对比,提出了一种改进型的三维空间矢量电流预测方法,实现了四桥臂APF对谐波电流的有效补偿。仿真实验的结果证明了该方法的正确性与有效性。