基于改进型QPR的并网逆变器复合控制策略

针对准比例谐振(QPR)控制对高次谐波和直流抑制能力差等问题,提出了一种改进型QPR控制与直流前馈补偿的复合控制策略。该策略在QPR控制的基础上加入了高次谐波补偿,并在控制基波电流的电流外环上加入含积分控制器的直流分量补偿环节。在对并网电流所含3、5、7次谐波进行抑制的同时,降低了并网电流中所含直流分量。仿真结果表明,与QPR控制相比,所提控制策略直流含量从0.05降为0.01,总谐波畸变率下降了1.48%,具有较好的抑制效果。

基于PI+QPR控制的单相有源电力滤波器研究

补偿电流跟踪控制策略对有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)的谐波治理能力有直接影响。在单相系统中,利用并联型APF进行谐波治理时,传统的电流比例积分(Proportional Integral,PI)控制方式具有较快的响应速度,但3次谐波电流不能得到充分抑制。针对这一问题,文中采用准比例谐振(Quasi Proportional-resonant,QPR)控制策略对3次谐波电流进行跟踪控制。同时利用陷波滤波器对ip-iq谐波电流检测算法进行改进,提高谐波电流检测精度,消除数字低通滤波器输出侧直流信号中的低频波动问题。最后通过MATLAB/Simulink建立单相并联型APF谐波治理系统模型,验证了所提控制策略的可行性和有效性。

基于双闭环控制的三相四线制逆变器控制研究

三相四线制逆变器具有更好的不平衡负载驱动能力,被广泛用于不间断电源等领域。对于这种离网模式下的逆变器而言,通常使用电压电流双闭环控制模式对输出进行控制。提出一种无需坐标变换的电压电流双闭环控制,实现输出三相之间完全解耦。由于准比例谐振(Quasi Proportional Resonance,QPR)控制对交流信号的控制效果更好,因此电压外环采用QPR控制,电流内环采用比例控制。实验证明了所提控制方法的有效性。

基于DRNN自整定QPR-DMRC控制的并网逆变器技术

针对常规并网逆变器中电网电压会出现畸变及传统控制器动态响应差等问题,通过分析准比例谐振和传统重复控制策略的优缺点,提出了一种基于对角递归神经网络的改进型QPR-双模重复控制(DMRC)复合控制器并给出其控制算法,DRNN采用LM算法,利用DRNN参数自整定技术,对改进型QPR-DMRC控制器参数进行在线整定,该方法既能够有效地对奇、偶次谐波进行抑制,同时解决了QPR控制器参数整定困难等问题。采用Matlab/Simulink进行仿真研究,结果表明该方法能有效地降低系统谐波总畸变率,提高了系统的抗干扰能力,实现逆变器无静差稳定运行。

不平衡电网下Vienna整流器控制策略研究

Vienna整流器结构简单,功率密度高,被广泛应用于航空电源、电动汽车充电系统等工业应用中。不平衡电网下Vienna整流器通过准比例谐振(quasi-proportional resonance,QPR)控制器可以在静止坐标系下跟踪参考电流实现零稳态误差控制。基于QPR控制器的电流控制回路结构相对简单,但是其参数设计较为复杂。为解决这一问题,提出一种简易的QPR控制器参数设计方法,并验证系统稳定性。最后,在Vienna整流器实验平台上验证所提策略的有效性。

基于QPR与TD-FUZZY-PI双闭环单相PWM负载控制策略研究

针对PWM整流电路中晶闸管器件的特点及系统参数随环境的摄动造成直流电压输出不理想的问题,提出了新的双闭环控制策略,即电压外环采用跟踪-微分器+参数自整定模糊PI(TD-FUZZY-PI)控制,电流内环采用准比例谐振(QPR)控制,并对所用控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明:文中方法较传统双闭环PI控制不仅过渡过程具有良好的动、静态特性,波形质量明显得到改善;而且电流内环实现了正弦量幅值和相位的无静差调节,提高了功率因数。

基于混合有源滤波器的准比例谐振控制策略

由于电力电子设备、软启动器及各个非线性负荷的大量使用导致电网中谐波问题日趋加重,针对并联型混合有源电力滤波器(HAPF)谐波抑制控制策略进行研究。在这个拓扑结构的基础上,首先建立其数学模型并设计准比例谐振控制器和比例积分控制器进行仿真。针对传统的比例积分控制方法补偿精度低,并且对交流信号不能实现无静差跟踪等效果不理想问题,提出了电流内环准比例谐振控制与混合有源电力滤波器直流侧电压外环比例积分控制器相结合的控制策略。在Matlab/Simulink中搭建模型,仿真结果显示,上述控制策略能够补偿由非线性负载带来的谐波电流,补偿后的电网电流总谐波失真(THD)降到3.68%,符合国家标准。

两级式单相光伏并网逆变器输入电压PI+QPR鲁棒控制器设计

为了提高MPPT效率,必须抑制两级式单相光伏并网逆变器系统输入电压的低频纹波分量。深入研究了基于PI级联准比例谐振(PI+QPR)控制器的纹波抑制策略,给出了具备纹波鲁棒抑制能力的电压控制器设计准则和设计方法。首先建立了两级式单相光伏并网逆变器输入电压低频纹波分量抑制分析的数学模型;然后,以前置电容式Boost变换器为例,分析了纹波抑制条件以及环境因素对该条件的影响;在此基础上,推导出具有低频纹波鲁棒抑制能力的输入电压控制器参数设计准则;给出了PI+QPR控制器的解耦设计方法,使得PI控制器负责系统的鲁棒稳定性,而基于纹波鲁棒抑制条件设计QPR控制器参数,从而确保系统兼具鲁棒稳定和低频纹波鲁棒抑制能力;最后,通过200V·A的样机仿真验证了理论分析的正确性和可行性。

QPR控制器参数对变流器弱电网适应能力的影响

控制器参数会严重影响到并网变流器的弱电网适应能力,首先建立了变流器的诺顿等效电路模型,并对其输出阻抗进行了求解。在此基础上,针对目前被广泛应用在变流器控制中的准比例谐振控制器,采用阻抗比判据深入研究了比例系数和控制器带宽对变流器弱电网适应能力的影响。结果表明,当比例系数增大至原来的2倍时,变流器的弱电网适应能力可提高至原来的2.48倍;当带宽减小至原来的至原来的1/2时,变流器的弱电网适应能力可提高至原来的2.37倍。最后,搭建了系统仿真模型和实验样机,仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。

基于改进鲁棒重复控制与QPR的光伏电流控制策略

为提高微电网中光伏逆变器的功率控制性能,改善光伏发电的并网电流质量,首先建立光储微电网中光伏主电路的状态空间模型,基于此模型,提出一种"嵌入式"的鲁棒重复控制模型,改进传统重复控制中的内模结构,并加入鲁棒补偿器,通过线性矩阵不等式法求得最优配置,以提高控制系统的稳定性能和跟踪精度。然后结合准比例谐振(QPR)控制良好的滤波效果,提出一种基于改进鲁棒重复控制与QPR并联的光伏电流控制策略。最后在RTDS仿真平台上对所提策略进行验证,仿真结果表明,该策略可以有效地提高光伏逆变器的电流跟踪性能和谐波抑制能力,从而验证该策略的有效性和工程应用价值。

基于PI与QPR双闭环控制的光伏并网系统控制策略

传统的比例积分(PI)控制器在光伏三相逆变器系统中存在无法实现无静差跟踪及谐振抑制效果较差的问题,为提高光伏三相逆变器系统谐振抑制效果及电流控制效果,提出一种基于PI与准比例谐振(QPR)双闭环控制的光伏三相逆变器系统控制策略。设计了基于PI与QPR双闭环控制的控制策略及控制框图,实现入网电流无静差跟踪,具有更好的入网电流波形及谐振抑制效果,提升了系统的稳定性。最后,通过在MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型,验证了该控制策略的正确性和有效性。

三相Vienna整流器的QPR滑模控制策略研究

针对三相Vienna整流器双PI控制器难以同时实现快速性和准确性的问题,提出电压外环滑模控制和电流内环准比例谐振控制(Quasi Proportional Resonant,QPR)的非线性复合控制策略,改善输入侧电流跟随三相电压的精准性,提高网侧电流正弦化程度;同时提高整流器在负载扰动和启动时直流电压快速性及鲁棒性能。最后通过搭建MATLAB/Simulink仿真和实验平台进行验证,仿真和实验结果表明QPR滑模复合控制策略具有较好鲁棒性和动态性能,输入电流正弦度高和直流侧电压稳定,能较好地适应负载扰动。

基于H6和QPR控制的新型光伏并网逆变器

为从光伏并网发电系统中得到理想的电能,在全桥电路的基础上,设计了新型H6结构,该结构能够有效抑制共模漏电流。同时提出了QPR并网电流控制策略,解决了传统PI控制存在稳态误差的问题,克服了PR控制对电网电流在基波发生小幅偏差干扰的不足。在Matlab/Simulink平台搭建了基于新型H6逆变桥的QPR控制仿真模型。实验证明了所研究的新型结构和控制策略的准确性和实用性,在实际应用中具有很好的工程价值。

混合微网中基于互联变换器的谐波补偿控制

并网运行的交直流混合微网中,交流侧接入非线性负载会导致公共并网点(point of common coupling,PCC)处电流出现明显畸变。为避免引入额外有源滤波器装置,在基于综合惯量的互联变换器控制基础上,叠加准比例谐振控制器用于谐波补偿控制,通过公共并网点处电流反馈信号,实现电流正弦性和交直流侧功率平衡。同时,在谐波补偿环节引入多采率控制,解决了互联变换器低开关频率控制过程中的延时而导致的谐波重构误差问题,改善谐波补偿效果,并给出准比例谐振控制器参数的设计过程。基于Matlab/Sinmulink仿真实验结果表明所提方案稳态特性好,动态响应快,对负荷突变适应性好,控制算法简单可靠。

基于改进型准比例谐振控制的电励磁双凸极电机电流谐波抑制方法

电励磁双凸极电机的非正弦反电动势特性会导致相电流存在较大的2次和4次谐波,从而降低电机的转矩输出能力。同时,电励磁双凸极电机的电流谐波频率较高,导致传统准比例谐振控制器经过双线性变换后会存在较大的谐振频率偏差,使得电流谐波抑制效果有限。针对此问题,该文首先推导了具有零谐振频率偏差的离散变换表达式,并对表达式进行简化处理,提出了一种基于改进型准比例谐振控制的电励磁双凸极电机电流谐波抑制方法。此外,结合电机的反电动势特性,分析了相电流谐波的产生原因,推导了考虑电流谐波和反电动势谐波的电励磁双凸极电机转矩模型,分析了相电流谐波对电机平均转矩的影响。最后,仿真和实验结果表明,所提方法可以有效地补偿谐振频率偏差,抑制电励磁双凸极电机的相电流谐波,提升电机的转矩输出能力。

基于改进型加权电流控制的LCL型并网逆变器控制策略

针对传统加权平均电流(weighted average current,WAC)控制策略未考虑数字控制延时使系统出现相位滞后而导致系统带宽减小、鲁棒性差的问题,提出了基于准比例谐振控制和超前补偿器结合的WAC控制策略。首先,引入电容电流反馈,抑制反向谐振峰;其次,在逆变桥传递函数处串联超前补偿器,提高系统的相位裕度;最后,应用准比例谐振控制器作为电流调节器,提高基频增益、降低系统的静态误差。经仿真验证,所提控制策略对弱电网具有良好的适应能力,并网电流谐波畸变率从1.84%降低到0.26%,增强了系统的鲁棒性、改善了并网电流的质量。

基于无谐波检测的角型级联式APF控制策略

角型级联式有源电力滤波器(APF)在中高压和大功率场合的谐波抑制上具有广泛的应用。首先建立了角型级联式APF的数学模型,提出了一种无谐波检测环节的系统控制策略,给出了控制策略中各个环节实现方法。在该控制策略中电流内环采用准比例谐振(PR)控制器,消除了传统APF的谐波检测环节,使得整个控制更加简洁,并同时实现了对谐波电流的无静差跟踪。仿真和实验结果证明了所提控制策略的有效性。

基于准比例谐振控制的自由活塞内燃直线发电机发电策略

针对自由活塞内燃直线发电机稳定运行时产生的三相感应电动势难以直接应用到负载或动力电池的问题,提出了基于电压外环比例积分(proportion integration,PI)、电流内环准比例谐振(quasi proportional resonance,QPR)的双闭环交流/直流(alternating current/direct current,AC/DC)控制策略加上基于PI的双向直流/直流(direct current/direct current,DC/DC)控制策略,将直线发电机产生的三相感应电动势转换为稳定可控的直流电压。首先根据双闭环AC/DC控制策略生成控制三相电压源型整流器开关管通断的信号,将三相感应电动势整流为波动较小的直流电压,然后通过双向DC/DC控制策略将波动的直流电压转换为稳定可控的电压,最后在MATLAB/Simulink环境下搭建了相应的控制模型进行验证。仿真结果表明,双闭环AC/DC控制策略中电流内环采用QPR控制相比于PI和比例谐振(proportional resonance,PR)控制直流侧电压具有更快的响应速度和更小的电压纹波,可以在0.3 s稳定在400 V,电压纹波为48.9 V。在加入DC/DC转换器后直流侧电压可以在0.2 s稳定在300 V。

中点钳位型三电平逆变器并联系统的零序环流抑制策略

针对中点钳位型(NPC)三电平逆变器并联系统内普遍存在的零序环流问题,该文首先分析模块间环流的通路,建立零序环流的电路和数学模型。根据等效模型阐述零序环流各成分的产生机制,并对零序环流进行定量分析。定义零序环流的三类具体成分:通态零序环流、开关零序环流及混合零序环流。对于不同类别的零序环流,提出共享直流侧中线和改进型LCL滤波器的硬件措施及准比例积分谐振(PIR)控制器的软件措施去抑制对应环流成分的高频、低频分量;另外,针对改进型LCL滤波器中交流滤波电容中点和直流侧电容中点连接电缆上有较大高频电流的缺陷,提出载波移相控制下模块共用滤波电容的优化方案,在保证环流抑制效果的同时将奇数次开关频率的高频纹波转移到共用电容上,实现奇数纹波分量的自动抵消,使连接电缆上的电流减小近50%;最后,仿真与实验结果验证了所提环流抑制策略的可行性。

单相并网逆变器微分平坦-准比例谐振控制

针对单相并网逆变器并网时传统控制存在的动态响应能力不佳、鲁棒性能较差的问题,提出一种基于直接功率控制的新型控制策略——微分平坦-准比例谐振控制,在提高系统动态性和鲁棒性的同时能提高并网电流质量.根据单相逆变器拓扑结构,采用二阶广义积分器(second-order generalized-integrator,SOGI)构造虚拟量,建立dq坐标系下的数学模型,并根据微分平坦理论验证系统的平坦性;设计包括基于微分平坦理论的前馈控制和误差反馈补偿准比例谐振控制的电流内环控制器,以及功率外环微分平坦控制器;在MATLAB/Simulink中搭建系统仿真模型.仿真结果表明:在给定有功功率与电网电压突变工况下,该控制策略具有优越性和有效性,可在提高系统动态性和鲁棒性的同时降低并网电流谐波含量.