电网电压不平衡条件下VIENNA整流器滑模控制策略

三相VIENNA整流器作为新型的三电平拓扑结构,因其功率密度高、电压应力小和实现单位功率因数运行等特点在大功率整流场合中运用广泛。针对电网不平衡时直流侧电压产生的二倍频波动,设计了一种在两相静止坐标系下的改进型不平衡控制策略。首先利用双同步坐标系的解耦软件锁相环实现电网电压正负序分量的分离,然后基于正负序双电流环独立控制结构将滑模控制SMC（sliding mode control）引入到电流控制器中,通过所设跟踪误差选取合适的滑模面及滑模趋近律,有效实现了直流电压纹波抑制以及输入电流谐波含量的最小化。最后在Matlab/Simulink软件中搭建了电网不平衡下VIENNA整流器控制系统的仿真模型,验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

单周控制VIENNA高功率因数整流器的研究

本文分析了新颖的单周控制三相三开关三电平(VIENNA)整流器的基本原理,它可以实现单位功率因数校正和低电流畸变。该控制器不需要乘法器和采样三相输入电压,开关管承受电压应力为输出电压的一半,控制方法简单、可靠。当VIENNA整流器接成三相四线制输入时,可以物理解耦成输出并联的三路单相三电平PFC,在三相电网不对称(包括缺相状态),整流器仍能正常工作,提高了VIENNA整流器的环境适应性     

无谐波检测环节的三电平有源电力滤波器控制系统

针对传统三相abc坐标系控制无法清除系统耦合量的扰动,建立了基于三电平SVPWM的无谐波检测环节解耦控制系统.通过对电网电压不平衡时上述无谐被检测有源电力滤波器解耦系统如何控制进行了研究,提出电网电压不平衡时系统控制方案.仿真试验表明,该无谐波检测解耦控制系统动态跟踪速度快、补偿效果好,不受负载突变影响,且当电网电压不平衡时依然能够保证有很好的谐波电流补偿性能.     

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。     

VIENNA整流器网侧电流过零点波形畸变抑制方法

VIENNA三电平整流器广泛用于风力发电、不间断电源等场合。为提高网侧电能质量,在d-q旋转坐标系下建立其数学模型及多环控制结构,根据单位功率因数工作情况下电网各相电流与同相整流器电压所需满足的重要限制条件,深入分析了d-q旋转坐标系下由多环控制及常规基于载波PWM调制方法所引起的电网电流过零点处波形畸变的原因,为减小电网电流总谐波畸变率,采用在三相参考调制电压中增加补偿分量的方法消除不满足VIENNA整流器重要限制条件的区域,使电网电流在各过零点处的畸变得到抑制,电能质量得到大大改善。利用Saber仿真系统建立了整流器模型,分析对比了增加补偿分量前后基于载波PWM调制方法下电网电流波形畸变率变化情况,验证了理论分析的正确性。     

单周控制三相4线制VIENNA整流器研究

分析了单周控制三相4线制3开关3电平(VIENNA)整流器的基本原理.该控制器不需要乘法器和采样三相输入电压,开关管承受电压应力为输出电压的一半,控制方法简单,并且可以物理解耦成输出并联的3路单相3电平PFC,在三相电网不对称(包括缺相状态)情况下,整流器仍能正常工作,提高了VIENNA整流器的环境适应性.     

一种新的三相Boost-PWM整流器控制技术

针对传统的三相Boost-PWM整流器控制技术在电网电压不平衡和变换器输入阻抗不相等时控制性能不理想,本文提出一种新的控制方法。首先分析和建立了三相Boost-PWM整流器的数学模型,该模型放宽了原控制方法中要求电网电压平衡和输入阻抗相等的条件,在保持输出功率不变的基础上,求出三相电流的期望值。在电流环控制上,采取正负序分量分解和静止的三相到两相坐标变换,在两相坐标系中,实现对正序分量幅值和负序分量幅值的分别控制。仿真和实验结果表明,该方法在电压平衡或不平衡下均能得到低次谐波的输入电流和单位功率因数,在输入阻抗不平衡度达到三倍时,仍能得到较高的功率因数。     

PWM整流器在静止坐标系下的准直接功率控制

关于三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的控制方法一般采用两相旋转坐标系实施控制。一个主要原因是在同步旋转坐标系中电压、电流等变量在稳态时表现为直流信号,可以采用获得广泛应用的PI调节器达到稳态无静差控制。通过分析电压型PWM整流器的瞬时功率,在两相静止坐标系下提出一种新型的准直接功率控制策略。与传统的方法相比,省去了电网电压相位信息检测(如锁相环等)、电流环解耦控制以及旋转坐标变换,减少了检测环节误差带来的干扰以及参数不准确造成的解耦不彻底问题,提高了系统的稳定性,在两相静止坐标系下即可实现PWM整流器在电网侧单位功率因数运行。同时,对采用谐振控制器时,内外环控制器参数的设计进行理论分析并提出参数设计方法。计算机仿真与30kVA三相PWM整流器上的实验结果表明,本文提出方法性能优良、动态响应迅速。     

LCL并网逆变器少传感器新型滑模控制策略

为提高LCL并网三相逆变器采用滑模控制器时的可靠性,设计了一种abc自然坐标系下的少传感器新型滑模控制策略。首先建立了abc自然坐标系下a相和b相的滑动曲面函数,然后直接由这二者推导出c相的滑动曲面函数,从而无需检测c相的电容电压和并网电流,降低了所需传感器的数量。同时,电容参考电压由比例谐振控制器生成,可实现并网电流稳态误差为零。利用额定功率为10 kW的并网三相逆变器开展了稳态和动态实验,以及电网不平衡和扰动下的测试,实验结果验证了所设计的abc自然坐标系下的少传感器新型滑模控制策略的有效性。     

基于瞬时对称分量法的三相四线制D-STATCOM控制研究

配电网中三相负载不对称,会导致三相电流电压不对称。基于瞬时对称分量法对三相电压和电流量进行分解,提出了一种新的正序、负序和零序电流直接控制方法,应用于三相四线制配电网并联型D-STATCOM(配电网静止同步无功发生器)。正序电流控制使D-STATCOM发出电网中需要补偿的无功电流和谐波电流;负序、零序电流由abc坐标系转换到dq0同步旋转坐标系与期望值0做差进行控制,用以补偿三相负荷不平衡。仿真结果表明,所提出的控制方法可以使D-STATCOM有效补偿配电网三相负荷不平衡,提高配电网功率因数,同时消除非线性负荷引起的电流畸变。