三相VIENNA整流器的控制策略研究

为了降低三相VIENNA整流器交流侧的电流畸变率,并抑制直流侧电容中点的电位波动,提出将无源控制和零序分量注入相结合的控制策略,并应用于三相VIENNA整流器。首先,根据VIENNA整流器在三相静止坐标系下的数学模型,通过坐标变换获得在同步旋转坐标系下的电压和电流关于功率开关的状态方程。然后,根据无源控制理论,建立基于三相VIENNA整流器的欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange,EL)数学模型,并推导出无源控制器的电压调制方程。同时,设计将零序分量注入调制波的中点电位平衡控制模块。最后,通过构建仿真模型对控制策略进行验证。仿真结果显示,与传统的控制策略相比,该控制策略能较好地平衡电容电压中点电位,降低输入电流的畸变率,并在单位功率因数下实现系统的稳定运行。

具有阻尼和惯性的电流下垂控制研究

针对虚拟同步发电机控制策略的优良特性,研究了其在电流下垂控制中的应用。采用电流下垂控制算法取代虚拟同步发电机的有功/频率调节和无功/电压调节控制策略,保留其机械转动所具有的惯性和阻尼特性,舍弃其定子电气模块,使逆变器不仅具有电流下垂控制的优越性能,而且具备虚拟同步发电机的阻尼和惯性特征,增强电网频率和电压幅值的稳定性。通过在电压/电流双闭环控制器中引入虚拟阻抗,提升并网逆变器的鲁棒性。仿真实验结果验证了所提出控制策略的可行性和有效性。

基于SOGI虚拟阻抗的电流下垂控制研究

为了提高逆变器并联运行的鲁棒性、抑制环流的产生以及实现功率均分,采用电流下垂控制策略,通过调节并网逆变器的输出的电压频率和幅值来控制其输出的有功电流和无功电流,减轻并网逆变器并联时因输出电流不同而导致的环流,实现功率均分。设计了电流下垂控制器和基于二阶广义积分器(second-order generalized-integrator,SOGI)的虚拟阻抗构成的电压电流双闭环控制器,在其控制系统中引入一定的虚拟电感,使得逆变器的输出阻抗呈电感性且大小可控,提升并网逆变器并联运行的鲁棒性。仿真实验表明所提出控制策略提高了系统并联运行的稳定可靠性。

基于VSG的阻尼和惯性在功率下垂控制中的应用

针对虚拟同步发电机控制算法在新能源并网中具有稳定系统运行的积极作用,提出了采用传统功率下垂控制算法取代虚拟同步发电机算法中的有功/频率调节和无功/电压调节部分,保留虚拟同步发电机的机械方程所具有的惯性和阻尼特性,使逆变器具备同步发电机的阻尼和惯性特征。利用Matlab/Simulink仿真验证了所提出控制算法的可行性和有效性,提高了电网频率和电压的稳定性。