非理想电网下级联信号延迟对消锁相方法研究

针对非理想电网下传统同步参考坐标系(SRF)锁相环(PLL)存在误差的问题,基于信号延迟对消(DSC)原理,提出了同步旋转d,q坐标系下的级联DSC(dqCDSC)锁相控制策略,将由CDSC算子应用于PLL的环路滤波阶段,提高了锁相精度,并建立了dqCDSC-PLL的小信号模型进一步对该PLL的主要参数进行了优化设计。最后,通过在非理想电网电压情况下对所提锁相策略进行实验,验证了所提PLL锁相实时准确。

采用CDSC滤波实现网侧有功电流前馈的APF无谐波检测控制

用无谐波检测法控制有源电力滤波器(active power filter,APF)省去了谐波检测环节,减少了计算量,但传统的无谐波检测法存在APF直流电压随负荷变化而波动严重的缺点。为此,该文基于对传统无谐波检测法直流电压波动机理的分析,提出利用网侧正序有功电流前馈来提高无谐波检测法下APF直流电压的动态响应特性,从而抑制直流电压波动的改进方案。为简化该方案在静止坐标系下的实现,选用并设计了级联延迟信号对消(cascaded delayed signal cancellation,CDSC)滤波器来获取基波正序电流信号。由于稳态的网侧电流与电压相位相同,据此设计了有功逼近算法代替传统有功电流计算方法。仿真和实验验证了改进方案的有效性。与传统无谐波检测法相比,改进方案加快了直流电压恢复速度,提高了负荷电流波动时直流电压稳定性,降低了APF损耗和网侧电流不平衡度。

三相逆变器不平衡负载条件下双环控制策略

三相输出电压对称是对三相逆变器的重要要求之一,在三相逆变器中,输出电压不对称主要是由于三相负载的不平衡引起的。基于对称分量法和叠加原理对三相逆变器在不平衡负载下产生三相输出电压畸变的机制进行了系统分析,得到了输出电压正、负序分量不同的补偿特性,提出了不平衡负载条件下维持逆变器输出对称性的控制方法。算例结果验证了该方法的有效性。

三相逆变器新型积分控制加状态反馈控制

三相逆变器在实际运行中,不平衡负载工况较为常见,原因是传统积分控制加状态反馈控制无法实现三相输出电压的对称性。针对该问题提出了不平衡负载条件下三相逆变器新型积分控制加状态反馈控制策略,并通过仿真和实验验证了该策略能有效降低不平衡负载时三相逆变器输出电压的不平衡度,从而获得对称的三相输出电压波形。

三相不平衡负载下静止同步补偿器控制策略研究

低压配电网中不平衡负载会导致设备不正常运行、降低电能质量。对此,提出了一种新型控制策略,该策略通过瞬时对称分量法和信号延迟对消法(DSC)计算出负载电流、配电静止同步补偿器(DSTATCOM)输出电流的正序、负序分量,然后分别在正、负序同步旋转坐标控制正、负序分量,对正序分量的控制使DSTATCOM补偿负载无功电流,对负序分量的控制使DSTATCOM补偿不平衡负载导致的负序电流。搭建了DSTATCOM试验平台,试验结果表明,该策略在不平衡负载下,使得DSTATCOM能有效补偿负载无功电流和负序电流,实现了电网单位功率因数,电网电流平衡度达到了国标要求,总谐波失真(THD)小于5%。研究成果可为不平衡负载情况下的DSTATCOM控制提供参考。

非线性负载下动车组辅助逆变器控制方式优化

提出将逆变器的非线性负载畸变控制问题转化为动态冲击性不平衡负载的畸变控制问题,将用于不平衡控制的改进型双闭环复合控制模型引入辅助供电系统逆变器控制方式中。通过信号延迟对消(delay signal cancellation,DSC)技术分离电压的正负序分量,并分别跟踪补偿,改善输出电压波形。基于MATLAB/Simulink及dSPACE半实物仿真平台搭建的某车型辅助逆变器模型,验证了所引入的改进型控制方法对三相整流器负载和单相不平衡负载下的逆变器输出电压畸变均有显著改善,拓展了基于DCS的改进型双闭环复合控制方法的应用范围。

不平衡负载下DSTATCOM非线性控制研究

低压配电网中,通常使用静止同步补偿器(DSTATCOM)补偿无功功率和不平衡负载造成的负序电流,针对DSTATCOM具有强耦合、多变量、非线性特性,提出一种综合滑模控制、状态反馈精确线性化和空间矢量调制(SVPWM)的非线性控制方法。三相不平衡负载下,采用瞬时对称分量法和信号延迟对消(DSC)法计算出负载电流、DSTATCOM输出电流正、负序分量,然后分别对正、负序分量进行非线性控制。实验表明采用新型控制策略的DSTATCOM在不平衡负载下,有效补偿了无功电流和负序电流,实现了电网单位功率因数,电网电流总谐波畸变率(THD)低于5%,不平衡度达到国标要求。

一种基于改善滑动平均滤波器的锁相环的设计

针对传统锁相环(PLL)在电网电压发生对称跌落和不对称跌落时锁相效果不好的问题,分析了滑动平均滤波器(MAF)和延迟信号对消法(DSC)的原理,给出了基于MAF和DSC模块的锁相环结构。仿真结果表明,与双二阶通用积分器锁相环相比,该锁相环调节时间较短,滤波能力较强。

不平衡负载下静止同步补偿器比例谐振控制

电网中接入不平衡负载时,通常选用静止同步补偿器来补偿无功电流与负序电流。相对于静止同步补偿器常用的PI控制系统,本文提出一种结合瞬时对称分量法和信号延迟对消方法(DSC)的比例谐振(PR)控制系统,首先,用DSC方法分离出电网电流的正序、负序交流分量;其次,在αβ两相静止坐标下对正、负序分量分别控制,使得DSTATCOM补偿无功电流与负序电流。与PI控制系统相比,提出的控制策略简化了运算,提高了系统稳态、动态性能;最后,搭建了低压配电网DSTATCOM的实验平台,实验结果表明,提出的PR控制方法可以实现补偿无功电流和负序电流,电网接近单位功率因数,电网电流THD小于5%,平衡度满足国标要求。