基于二阶广义积分器的基波正负序分量检测方法

提出了一种检测基波正负序分量的新方法。首先通过瞬时对称分量法及坐标系变换理论分析了在αβ坐标系下通过90°移相算子实现正负序分量检测的原理;然后构造了基于二阶广义积分器的移相系统。理论分析及仿真结果表明,该移相系统在特定频率下具有90°移相特性,同时表现出滤波作用。采用双线性变换法实现移相系统的离散化,并提出了基于所构造移相系统实现基波正负序分量检测的方法,该方法省去了锁相环和低通滤波环节。利用Matlab/Simulink进行仿真验证,仿真结果证明了所提方法的正确性和有效性。

基于降阶谐振调节器的正负序分量检测方法

在电网不平衡下并网逆变器的控制策略中需对电网电压进行正负序分量准确检测,还需要对电流的正负序分量进行控制。研究了一种谐振调节器,该调节器是由传统的二阶谐振(SOGI)调节器降阶得到,称之为降阶谐振(ROR)调节器,理论分析表明,其能在特定频率下对交流量的正序或负序分量实现独立的无静差调节。将其应用在电网电压和电流的正负序检测中,提出一种新的电网电压和电流正负序检测方法,该方法加入了调节器的积分系数,角频率由锁相环反馈得到,实现自适应调节。仿真和实验验证了所提方法动态响应快,能在静止坐标系下分别对电网基波正负序分量实现无差跟踪,并具有一定的抗谐波干扰能力。

基于改进型软件锁相环的正负序分量分离新方法研究

针对电网不平衡时传统正负序分离方法通用性不佳的缺点,提出了一种基于改进型软件锁相环的正负序分量分离的新方法,它利用二阶广义积分器较好的高次滤波效果、正负序级联的DSC谐波消除特性,通过αβ变换和dq变换,再利用软件锁相环原理来锁定电网的频率,并反馈给二阶广义积分器和正负序级联的DSC,从而分离出电网的正负序分量。由于本方法在电网电压平衡、不平衡以及电网电压频率变化等电网所有可能发生的故障情况下,都可以快速而准确的分离电网的正负序的基波分量,从而可为电力电子变流器的控制系统提供可靠的控制信号。最后MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性。

电网不平衡时PWM整流器正负序分量计算方法

分析了现有的电网不平衡条件下PWM电压型整流器(VSR)系统中正负序分量的计算方法,针对其所存在计算量大,控制较为复杂等问题,提出了一种基于静止坐标系的正负序分量计算方法,即T/4(T为基波周期)延迟法,并将这种方法成功地应用到电网不平衡时的三相VSR控制系统中。仿真与实验结果表明,T/4延迟法计算速度快,较其他方法能有效抑制直流母线电压波动和交流侧电流谐波,保证很高的功率因数和输入电流较好的正弦度,得到较为理想的直流母线电压,并能很好地满足控制系统的需求。

基于SOGI和级联DSC的正负序分量分离及其在不平衡PWM整流器中的应用

二阶广义积分器(SOGI)和级联延迟信号消除(DSC)都可用于正负序分量分离,但都有各自的缺点。为了从不平衡电网中提取电网的正序和负序基波分量,提出了消除高次谐波的SOGI和消除特定频率的DSC消谐策略。仿真结果表明,无论是在电网电压失真,还是发生对称故障和不对称故障的情况下,该方法都可以快速、准确地分离电网的正负序基波分量,并且还可用于不平衡脉冲宽度调制整流器的控制。

电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压正负序分量分离新方法

针对传统锁相环(PLL)在电网电压不平衡及谐波畸变下利用常规软件锁相环不能准确获取相位的问题,提出了一种新的正负序分量分离新方法。利用了相序解耦谐振控制器能去除高次谐波和延时信号消除(DSC)法可滤除特定谐波的特性,将相序解耦谐振和延时信号消除法结合起来,达到更好的正负序分量分离的效果。最后,采用MATLAB/Simulink软件仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性。

基于MVF的电网电压正负序分量快速检测方法

此处提出了一种新型的电网电压基波正负序分量检测方法,从电压复矢量的理论出发,通过短延时与多变量滤波器(MVF)结合的方法来获取准确的基波正负序分量。分析了MVF的原理及时域和频域特性,利用复矢量滤波器来消除谐波对检测结果的影响。最后对所提出的方法进行仿真和实验验证,结果表明了在电网电压不平衡或畸变时该方案的正确性和有效性。

基于ANF-PLL的电网电压基波正负序分离方法

为了满足并网变流器在电网电压不对称情况下的控制需求,需要快速准确地提取出基波正负序分量的幅值和相位。在电网电压不对称时,负序分量会在同步参考坐标系锁相环(phase locked loop based on synchronization reference frame,SRF-PLL)的dq轴分量中产生2倍工频波动,影响基波分量和相位的提取结果。该文通过将自适应陷波器(adaptive notch filter,ANF)加入到同步参考坐标系锁相环的结构中,提出了一种能够实现正负序分量分离的自适应陷波器锁相环(phase locked loop with ANF,ANF-PLL)方法。该方法利用ANF陷波器的2个相互正交的输出量分别抵消电网电压dq轴分量中由于负序分量造成的2倍工频波动,以此消除了电网电压不对称对同步信号检测的影响,并且可以同时提取出基波负序分量的幅值和相位。与其它方法相比,该方法无需进行正负序解耦或瞬时对称分量分离,在单同步参考坐标系下实现了基波正负序分量的分离提取,结构更加简单,减少了计算量。实验结果表明,文中提出的方法能够在电网电压不对称与频率变化的情况下准确提取出基波正负序分量的幅值与相位,并且具有良好的动态性能。

基于改进型自适应滤波器的正负序分解方法

针对分布式发电系统微电网并网的控制需求,文中介绍了一种三相电网电压信号正负序分量的提取方法,作为电网信号处理和同步的工具。基于多结构ANF的方法能够估计出电网信号的频率、振幅、基波及其正交分量等有用信息,利用基波及其正交分量信息能检测出电网中的正负序分量,但当电网信号的幅度或频率变化时,传统多结构ANF方法性能将降低。文中通过优化ANF的动态方程,提出一种改进的ANF结构,使其具有频率和幅值自适应性,并将改进后的多结构ANF用于电网信号正负序分量的提取。MATLAB仿真结果表明,该方案对电网信号中存在的电力系统干扰具有很高的抗干扰度,当三相电网信号不平衡时,其频率和幅度估计性能优于传统的多结构ANF正负序提取方法。

基于复系数陷波滤波器锁相环的电网正序分量检测

为满足在电网电压不平衡情况下的系统控制需求,需要快速而准确地检测出基波正负序分量的幅值和相位。采用无限脉冲响应(IIR)复杂系数陷波滤波器结合锁相环来提取基波分量中的正序分量,利用MATLAB/simulink仿真软件,在三相电压不平衡和电网电压频率突变的情况下对系统进行仿真,仿真结果证明了该方法能在电网电压不对称的条件下准确检测出正序分量的幅值和相位。

基于正负序分离的无轴承永磁同步电机位置传感器容错控制

无轴承永磁同步电机(Bearingless permanent magnet synchronous motor,BPMSM)凭借无接触、无磨损的优异性能在工业生产中获得广泛应用,对旋转和悬浮的精确控制是保证其稳定运行的关键,需实时获取高精度的转子位置信息以实现切向力矩和径向悬浮力的解耦。为保证位置传感器故障情况下BPMSM稳定运行,文中提出一种基于正负序量分离的BPMSM传感器容错控制方案。首先,结合BPMSM数学模型,分析传感器故障对电机转矩和悬浮系统的影响。在此基础上,提出一种基于过零点检测的故障诊断函数,实时监测传感器信号故障。其次,引入旋转坐标系分析传感器信号中正序分量和负序分量的特征,分离出正序分量并提取其中的转子位置信息,构建位置检测容错系统完成故障信号到容错策略的切换,实现BPMSM在传感器故障情况下的稳定运行。最后,基于一台BPMSM实验样机对所提方案的有效性进行了充分的仿真与实验验证。

一种基于旋转坐标系的新型正负序提取方法

正负序提取在电能质量检测和电机矢量控制等工程问题中具有重要意义。本文提出基于旋转坐标系的三角函数法(TFM),进行正负序提取。首先,阐述了该方法的理论依据,给出几何解释;然后,提出了带低通滤波的TFM以适应三相交流量中谐波较重或突变较大的情况,同时提出了带锁相环的TFM以适应频率变化或相位测量精度要求较高的场合。最后,通过仿真对比和风力发电并网变流器控制中的应用,说明了本文所述方法既具有较高的稳态精度,也具有较快的动态响应速度。

双馈变流器不平衡控制的正负序分离方法比较研究

风电场并网导则要求风电机组在对称和不对称跌落下均具有低电压穿越能力,目前常用的几种不对称控制算法需要准确分离正负序分量。本文讨论了导数法、T/4延时法、移相90°全通滤波器法和陷波器法四种正负序分离方法的原理及优缺点,并对此四种方法在输入带高斯噪声、低次谐波、频率偏移时的分离效果进行了仿真比较研究。

基于正负序电流算法的五相永磁发电整流机组的故障诊断

本文针对海流发电系统发生故障时运用基于正负序算法的在线诊断方法。考虑发电系统常见故障,如发电机相开路故障和整流部分电力电子器件开路故障,在Matlab/Simulink平台建立了一个海流发电系统模型。不同故障下的相应的电流参数指标的变化结果,验证了该算法故障诊断的有效性。

基于负序电压补偿的VSC-HVDC系统的不平衡控制

交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制策略直接关系到系统的运行和安全性能,具有明显的工程应用价值。建立了交流系统不平衡故障时d-q同步旋转坐标系下系统换流器的正负序数学模型,设计了不平衡条件下的同步相位和正负序分量的实时检测系统。采用非线性系统反馈线性化理论,设计了系统的状态反馈线性化电流解耦控制器。在此基础上设计了负序电压补偿的不平衡控制系统,在有效抑制负序电流的同时,简化了控制系统结构。基于PSIM的数字仿真,验证了所设计的控制器具有良好的控制性能。

电网电压不平衡情况下PWM整流器恒频直接功率控制

恒频直接功率控制(constant switching frequency direct power control,CSF-DPC)具有开关频率固定、动态性能好、系统采样频率较低等优点。电网电压不平衡会在脉宽调制(pulse width modulation,PWM)型整流器交流侧产生大量谐波电流,使系统有功功率大幅波动,恶化系统性能。针对上述情况,提出一种新型恒频直接功率控制策略。该策略首先分离出电网电压和电流正、负序分量;然后在正、负序双旋转坐标系下计算瞬时功率与参考值之间的误差,根据误差生成整流器正、负序参考电压;合成后采用空间矢量调制(spacevector modulation,SVM)算法产生整流器电压,对功率进行补偿。该策略可有效抑制交流侧电流谐波,减小系统无功功率直流分量,稳定系统输出的有功功率,改善系统稳态性能。仿真与实验结果证明了该策略的正确性和有效性。

微电网系统准同期并网改进控制策略

微电网中越来越多以电力电子装置为接口的分布式电源采用模拟同步发电机的下垂控制策略来实现并网和孤岛工况的运行及相互之间的切换。基于分布式电源下垂控制策略和传统电网自动准同期并列装置工作原理,分析了微电网系统准同期并网原理,将频率调节和相角调节进行了统一,提出了一种微电网系统准同期并网的改进简化方法。针对电网末端三相电压不平衡等实际工况,采用正负序角度之和实现通信的传输,降低了对通信实时性的要求,增加负序分量的同步环节。

基于改进自适应滤波器的电网同步技术

电网同步是风力发电系统实现故障穿越的必备功能,为了实现快速准确的电网同步,提出了一种基于改进自适应滤波器的电网同步方法。通过数学方程表达式揭示了改进自适应滤波器的原理,利用对称分量法计算电网电压的正序分量和负序分量,对频率自适应环节进行了分析和设计。基于Matlab/Simulink仿真,对传统二阶广义积分器方法和该方法进行了对比研究,结果表明:和传统方法相比,该文提出方法的正负分量序误差幅度<0.1%,频率误差<0.08 Hz,验证了该方法的有效性。所提方法可以解决实际应用中电网电压不平衡、谐波和直流偏置情况下电网同步误差的问题,

电网不平衡下基于自适应观测器的锁相环研究

电网不平衡条件下,传统软件锁相环已经不能准确跟踪电网电压的频率和相位信息,且无法直接得到电网电压的正负序分量。针对传统软件锁相环的缺陷,提出了一种静止坐标系下基于自适应观测器的软件锁相环算法。算法设计了电网电压角频率的自适应观测器模型,通过定义Lyapunov函数,推导出电网角频率的自适应律,并设计了使得观测器稳定的增益矩阵。该算法不仅可以观测到电网的频率、相位等信息,同时可以得到电网电压正负序分量。仿真和实验结果表明,基于自适应观测器的锁相环具有检测精度高、动态效果好等优点,当电网处于各种不平衡条件时更能显示其优越性,可为风电网侧变流器的算法改进提供有效的控制基准。

电网电压不平衡时基于二阶广义积分器SOGI的2倍频电网同步锁相方法

为了实现逆变器在电网电压不平衡时的控制并网,提高锁相环节的速度和精度,本文基于二阶广义积分器(second order generalized integrator,SOGI),提出一种新型的2倍频锁相方法,该方法对不平衡电网电压产生的2倍频交流量进行锁相,从而快速准确地实现与电网同步。介绍了2倍频正负序交流量提取方法,2倍频锁相工作原理及电网同步锁相过程。优化了SOGI正交发生器(SOGI-quadrature signal generator,SOGI-QSG),消除了输入电压直流偏置对其输出产生的影响。在电网电压不平衡条件下对所提方法进行了仿真与实验,验证了该锁相方法的有效性。与传统基波锁相方法相比,所提方法提高了对电网电压正序分量检测的快速性和准确性。