基于d-q轴解耦和中点电位控制的高性能三电平NPC整流器控制方法

首先建立了基于开关函数的三电平中点钳位(NPC)电压型整流器的数学模型,分析了它的工作原理。提出了一种基于d-q轴解耦和中点电位控制的高性能三电平中点钳位PWM整流器控制方法。该方法具有电流控制精度高,能够实现有功电流和无功电流的无差调节的优点,并且通过设计中点电位控制器,能够有效抑制由外部扰动和调制方法造成的中点电位的直流和低频脉动。通过系统的仿真和实验,验证了该数学模型的正确性,以及该控制方法的优异性能。

基于d-q坐标系的单相链式STATCOM直流电压平衡控制策略

直流侧电压平衡是单相链式STATCOM能够安全、可靠运行的前提,而各H桥之间有功功率损耗的差异是造成直流侧电压不平衡的根本原因。建立了单相链式STATCOM在d-q旋转坐标系下的数学模型,基于瞬时功率理论分析了引起直流电压不平衡的原因,并设计了由前馈解耦电流内环、电压均值外环和电压平衡外环组成的三环控制策略。与在a-b-c静止坐标系下的控制策略相比,该方法不仅实现了网侧电流的无静差控制,同时更便于直流侧电压平衡环节的实现。仿真与实验均验证了该方法的有效性。

基于双d-q坐标系的并网逆变器控制策略

根据三相并网逆变器的数学模型分析了直接电流控制策略和间接电流控制策略的控制机理。忽略线路电阻时,在单位功率因数情况下,逆变器输出电压d轴分量总等于电网电压峰值,据这一特征提出对逆变器d轴电流分量id单闭环的间接电流控制策略。分析了新方法的并网功率因数受线路阻抗与电网电压检测精度的影响程度,并根据造成功率因数低的原因提出了一种在双d-q坐标下的并网控制策略,将不同的量设定在不同的坐标系中,但双坐标中所有的量仍满足平行四边形法则,实现了单位功率因数并网运行。仿真结果表明,所提控制策略具有良好的控制效果。

无刷双馈电机的d-q数学模型

从无刷双馈电机的基本方程式出发 ,通过坐标变换 ,建立了无刷双馈电机在转子速旋转坐标系下的d -q模型 ,并从矩阵变换的角度出发得出了转矩公式 。

三相VSR的d-q模型建立及仿真研究

将整流器交流侧输出看作一个整体,建立了三相VSR在d-q坐标系下的线性方程.通过分析数学模型输入与输出的关系,提出了电压前馈电流解耦的双闭环控制策略.Simulink仿真验证了数学模型和双闭环系统的合理性和正确性.

基于d-q坐标系下LCL型光伏并网逆变器的PI+状态反馈控制

在单相LCL型光伏并网逆变器的数字控制中,需要考虑LCL有源阻尼与控制延时补偿。为此,提出一种基于d-q坐标系下单相LCL型光伏并网逆变器的PI+状态反馈控制策略;将延时当作增广状态,构造离散增广状态空间,设计带控制延时估计的状态观测器;基于观测器的状态反馈,实现LCL的有源阻尼,补偿正交信号发生器与坐标变换引入的控制延时;同时,在状态反馈的外环设计PI控制器,改善系统的控制性能。最后通过仿真与实验,验证PI+状态反馈控制策略的可行性。

d-q-0坐标系下链式STATCOM电流控制策略

推导d-q-0坐标系下链式静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)数学模型,应用线性控制方式,提出d-q-0坐标系下简化的STATCOM模型,设计解耦控制算法,给出解耦控制模型,并进行仿真验证。仿真表明:应用优化设计的控制参数,d-q-0坐标系下链式STATCOM三相电流控制具有较好的跟踪性能和控制精度;在a-b-c、d-q-0坐标系下电流控制都具有良好的快速跟踪性能,表明电流调节器设计方法及参数整定的可行性和有效性。

基于无源性及d-q坐标变换电流控制的三相光伏并网控制系统研究

光伏并网逆变器作为光伏并网发电系统与电网接口的主要设备,其控制技术已成为研究的热点。本文介绍了无源性及dq坐标变换的控制原理,设计了基于无源性及dq坐标变换的电流控制并网控制策略,最后,在MATLAB/SIMULINK环境下进行了系统的建模与仿真。仿真结果表明输出并网电流波形良好、和电网电压同频同相。

基于D-STATCOM的煤矿供电系统功率平衡控制方法

为了解决煤矿供电系统三相不对称运行问题,提出了一种基于D-STATCOM瞬时功率平衡补偿的控制策略。给出了D-STATCOM系统接线图,分析了电网功率不对称对D-STATCOM控制特性的影响。提出了一种单相P-Q功率解耦控制方法,实现电网有功功率和无功功率的独立控制。在此基础上提出了一种零序能量转换为有功功率补偿的机制,给出了一种三相功率平衡的控制方法。Matlab/Simulink仿真结果表明,电网功率不对称运行时,D-STATCOM不但能够独立控制无功功率功率,还可以平衡三相有功电流。

风电机组独立变桨距控制策略研究

为了减小叶片不平衡载荷造成的风电机组疲劳,运用空气动力学原理对风轮扫掠面内风速受风切效应和塔影效应影响所产生的俯仰弯矩和偏航弯矩等附加载荷进行分析,提出了基于载荷反馈的风电机组独立变桨距控制策略。通过d-q坐标变换,将三相旋转坐标系转化为两相静止坐标系进行控制。通过Bladed半实物仿真平台验证该控制策略的合理性和可行性。

具有能量缓冲的统一潮流控制器及其控制的研究

提出并建立了一种基于能量缓冲的新型统一潮流控制器 (UPFC)模型 ,使得UPFC除了具有能够即时控制并联无功补偿、串联阻抗、有功调整能力 ,同时具备有功吞吐的能力 ,因此对缓冲系统振荡和事故冲击具备更高效的阻尼调节。文中给出了基于状态变量与d q分解的系统控制策略 。

基于电压空间矢量的三电平PWM整流器研究

针对三相二极管箝位型三电平PWM整流器的拓扑结构,建立了基于d-q同步旋转坐标系统的解耦状态空间方程。采用双闭环控制策略,电压环跟踪负载有功功率,电流环实现指令电流跟踪控制。给出了电压环和电流环PI参数设计方法,采用电压空间矢量调制方式(SVPWM)进行了基于MATLAB/Simulink的仿真分析。结果表明,该三电平PWM整流器能实现良好的动态性能和稳态性能,并且使得电网侧电流波形为正弦、功率因数为1。

基于单神经元的永磁同步电机解耦控制

针对永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制为代表的传统解耦策略难以实现高性能控制的问题,本文利用神经网络不依赖对象模型的特点以及出色的学习能力,提出了一种基于单神经元的永磁同步电机解耦控制策略.在传统磁场定向控制模型的基础上,构建了基于单神经元的永磁同步电机解耦控制系统,进行了仿真,并搭建以数字信号处理器为核心的电机控制实验平台上进行实验论证.结果表明,基于单神经元解耦的永磁同步电机控制系统具有快速响应能力,并且几乎达到无静差、无超调,实现了PMSM的高性能控制.

三相四线制系统任意次谐波电流的检测新方法

提出了一种适用于三相四线制系统的任意次谐波电流检测方法,以d-q坐标变换原理为理论基础,将坐标旋转角速度和旋转方向做适当修改能分别检测出不平衡系统任意次谐波电流的正序和负序分量,再将坐标旋转变换所得的0轴分量进行一定的三角变换得到任意次谐波电流的零序分量。最后将检测到的正、负、零序分量相加得需检测的任意次谐波电流,理论分析和仿真结果证明了该方法的正确性。

独立变桨距风力发电机系统辨识研究

主要研究了独立变桨距风力发电机的系统辨识技术。针对风力发电机系统的非线性,以风速为依据将运行过程分为若干工作点,对每个工作点的线性模型进行辨识;针对独立变桨距控制输入输出的周期性变化,将节距角信号分解为平均分量和差动分量,并将3个周期变化的差动分量通过d-q坐标变换转换为时不变的d轴分量和q轴分量;针对辨识过程中的有色噪音,采用增广的最小二乘法(RELS)对系统进行无偏一致的估计。辨识实验的对象采用成熟的非线性风力发电机模型FAST,在Matlab/Simulink中搭建了辨识实验系统。模型验证结果显示,辨识模型在工作点能很好地拟合原系统的特性,同时也可看出,辨识模型实现了对输入输出的自动解耦,可方便地进行变桨距控制器设计。

基于准比例谐振级联PI的双三相永磁同步电机谐波电流抑制策略

由于气隙磁场畸变以及逆变器非线性特性等因素,双三相永磁同步电机定子绕组中通常含有大量的谐波电流。谐波电流会增加系统损耗和引起转矩脉动,严重影响传动系统的性能。为了抑制定子绕组中的谐波电流,提出一种基于准比例谐振(QPR)级联PI的双三相永磁同步电机谐波电流抑制策略。该策略利用双dq坐标系矢量控制,分别在d1、d2、q1、q2轴采用四个QPR级联PI的电流控制器完成谐波电流抑制。谐波电流误差先在QPR控制器的作用下被显著放大,然后利用输入参考量为零的PI调节器将放大后的谐波电流误差进行调节,有效提高对谐波电流的抑制能力。在一台双三相永磁同步电机上对本文所提的谐波电流抑制策略进行了实验验证。

一种高性能三电平NPC整流器控制方法的研究

分析了三电平中点箝位PWM整流器的工作原理,并提出了一种基于d,q轴解耦和中点电位控制的高性能三电平中点箝位PWM整流器控制方法。该方法具有电流控制精度高,能够实现有功电流和无功电流的无差调节,以及有效抑制中点电位的直流和低频脉动等优点。文中详细介绍了电流以及中点电位控制器的设计,并给出了控制系统的具体软硬件实现。通过仿真和实验研究,验证了该控制方法的正确性和有效性。

有源电力滤波器任意指定次谐波电流检测和控制策略

基于瞬时无功功率理论,提出了一种利用d-q坐标变换对系统中任意指定次谐波进行精确检测的方法。该方法应用于三相电路中,不受电压和负荷电流不对称情况的影响而得出任意次谐波电流补偿指令。进一步利用基于电压空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)理论的APF补偿电流控制策略验证该检测方法的正确性。在数字信号处理器(DSP)上低通滤波器予以实现,分析了DSP的延时影响并给出了解决方法。理论分析、仿真结果表明所提出的计算和控制方法的有效性,从而为DSP控制有源滤波器的实际应用提供了一定的借鉴意义。

一种高性能三电平PWM整流器控制技术的研究

提出将直流电机的双闭环控制方法应用于三电平PWM整流器上,建立了电压电流解耦框图,对解耦后的d,q轴电流进行了独立的PI控制。仿真和实验研究发现,该整流器不但能够有效地抑制谐波,电磁干扰(EMI)较小,而且可以实现单位功率因数运行,具有良好的动态性能和稳态性能,且自调节能力较强,鲁棒性很好。

基于内模控制的三电平PWM整流器控制方法

根据二极管钳位式三电平PWM整流器的电路结构,建立了在dq坐标系的解耦状态空间方程。当系统参数与模型参数不完全匹配时,传统的双闭环调节方法可能会出现解耦失败。为了实现可靠的解耦控制,将内模控制原理应用于三电平PWM整流器电流内环控制中,用内模控制器代替传统的电流PI调节器,并在Matlab/Simulink中进行了大量仿真实验。仿真结果表明,内模控制器能使系统获得优良的动静态性能,而且设计方法简单,参数调节方便。