新型单周控制有源滤波器的直流分量抑制策略

单周控制有源滤波器采用现有的控制方法会引起网侧电流直流分量的问题,这严重阻碍了此类滤波器的推广应用.在进行充分的理论分析基础上,提出了单周控制有源滤波器的双环控制概念.该方法通过电流积分环节的调节作用,实现了电流直流分量的闭环控制,同时提高了系统稳定性.实验结果表明,新方案能够有效消除进线电流直流分量,从而能应用于实际场合.

Buck变换器的一种改进型单周控制策略

单周控制对输入扰动有很好的抑止作用,但对负载扰动的抑止能力薄弱。在发生负载扰动时输出电压动态响应差,使单周控制的应用范围受到了很大限制。为了改善其输出电压的动态性能,通过分析负载扰动,从单周能量关系的角度提出了控制方案,并在推导出控制方程的基础上进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制方法对输入扰动和输出扰动都具有很好的抑止作用。

基于单周控制的有源滤波器双环控制策略

UCI-APF是一种十分有效的谐波补偿新方法。但在实际电路中由于电路参数的误差和电流纹波的存在,网侧电路上将产生电流直流分量,这严重地阻碍了UCI-APF的应用推广。为此,该文在详细分析的基础上, 提出了单相UCI-APF的双环控制方案。该方法通过电流积分环节的调节作用,实现了电流直流分量的闭环控制,并提高了电路可靠性。实验结果证明,该方案能有效地消除进线电流中的直流分量,从而能用于实际场合。

基于单周控制的三相四线制有源电力滤波器

该文提出一种单周控制的三相四线制有源电力滤波器。它不需要检测三相负载电流和三相输入电压,不需要繁琐的无功电流和谐波电流计算,也不需要任何乘法器。控制器结构简单,整个控制器由几个带复位积分器、比较器、触发器和一些线性元件组成。具有控制精度高,补偿效果好的特点。滤波器工作于恒定开关频率,易于工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其有很好的动静态补偿性能,能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,提高输电线功率因数和传输效率。

单相有源电力滤波器的单周控制策略综述

针对基于单周控制的有源电力滤波器存在的直流分量问题,介绍了单周控制及其各种改进方法,说明了引入纹波法、双环控制、双向互补策略、单极调制和双边积分控制在单相有源电力滤波器中的应用情况,并根据级数收敛判据对上述单周控制策略的稳定性进行分析比较。分析结果表明,在相同的电路参数下,双向互补策略的稳定性最好,引入纹波法次之,且双向互补策略可以实现全局稳定。

一种新型的基于单周控制的功率因数校正方法及实验研究

单周控制理论因其控制电路简单且不需要复杂的数学计算等优点目前已被广泛用于FACTS控制。本文提出一种基于单周控制的高性能功率因数校正(PFC)方法,用于对单相整流类负载进行功率因数校正和谐波治理有很大的技术优势。文章分析了基于单周控制的高性能PFC方法的电路拓扑和基本原理,推导了相应的单周控制方程,给出了主电路的主要参数(电感、直流侧储能电容)的设计和选取标准,建立了单周控制高性能PFC电路的大信号模型,并在此基础上进行了控制系统PI调节器设计,将控制系统校正为典型II型系统,消除了稳态误差,提高了抗扰性能,为系统的综合设计提供了理论依据。样机试验结果证明了理论分析和设计的正确性。

基于单周控制的三电平三相四线制有源电力滤波器

针对电力工业三相四线制系统的零线电流、谐波、无功功率和三相不平衡问题,以及高电压、大容量有源电力滤波器APF(Active Power Filter)控制方案复杂的问题,提出一种单周控制的三电平三相四线制APF,其产生的补偿电流与负载的有害电流分量大小相等、方向相反,从而使得经该APF补偿后,电源电流只含有负载电流的基波有功分量。主电路采用三相三桥臂结构的三电平二极管箝位变换器,既无需升、降压变压器,也无需动态均压电路;控制策略采用单周控制,其兼有调制和控制的双重性,控制器结构简单,具有控制精度高、补偿效果好,滤波器工作于恒定开关频率的特点,适合推广到工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,从而提高输电线功率因数和传输效率。

一种新型有源滤波器控制方法——单周控制

介绍了单周控制的基本原理,详细叙述了单周控制的两种调制方法,对两种方法进行了比较,并分析了电网侧产生电流直流分量的原因。分析结果表明,单极调制能有效地抑制直流分量,是今后有源滤波器控制的发展方向。

单周控制技术在有源电力滤波器中的应用

单周控制法具有结构简单、控制精度高、响应速度快等优点,故文中对基于单周控制原理的单相、三相三线制和三相四线制有源电力滤波波器的工作原理、控制方法及特点进行了介绍。

一种改进的单周控制直流侧有源电力滤波器及其稳态和动态研究

文中提出了一种改进的单周控制直流侧有源电力滤波器(DC侧APF)。这种DC侧APF并联在整流桥的直流侧,提供负载需要的谐波电流,使电源电流成为与电源电压同频同相的正弦电流。与传统的单相有源电力滤波器(APF)相 比,在不增加开关电压电流应力的情况下,功率开关的数量减少一半,简化了电路结构,降低成本。与传统的两级功率因数校正电路相比,新DC侧APF由于与负载并联,只提供谐波电流,所需处理的功率小、效率更高。新DC侧APF采用改进的单周控制方式,具有结构简单,控制效果好的优点。文中对改进前后2种控制方式的DC侧APF的稳态和动态性能进行了分析,结果表明,改进的控制方式不仅改善了补偿效果,而且扩展了系统的稳定区域。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。

单周控制三相PFC中积分时间常数的影响

单周控制作为一种新型的控制方式被广泛应用于各种三相功率因数校正(PFC)电路的控制中。由于单周控制单元中的积分器需采用模拟电路实现,模拟电路积分时间常数易受电路参数的变化而变化。该文对单周控制三相六开关全桥PFC的三个积分器实现方案和单个积分器实现方案中时间常数的变化进行了分析,分析结果表明:积分时间常数变化时,三个积分器实现方案会在相电流中引入直流分量,并引起电流畸变;而在单个积分器实现方案中,可以自动抑制直流分量的产生。同时分析了积分时间常数与系统稳定性和电压应力之间的关系,提出了确定积分时间常数的原则。实验结果证明了理论分析的正确性。

基于互补策略的新型单周控制有源滤波器

介绍了单周控制有源滤波器的原理 ,针对经典单周控制有源滤波器存在的诸如电流直流分量问题、局部稳定问题等 ,提出了单周控制有源滤波器的互补控制策略、电流直流分量负反馈策略和两路信号差值积分负反馈策略。新控制策略的采用彻底克服了经典单周控制有源滤波器的电流直流分量问题 ,实现了单周控制有源滤波器的全局稳定 ,并消除了电流交越失真 ,使得具有诸如无须参考信号、检测量少、控制简便、波形质量高、动态跟踪性能好、抗干扰能力强等显著优点的单周控制有源滤波技术达到实用化程度。实验结果证实了所述控制策略的有效性。

矢量模式单周控制的三相双降压式并网逆变器

提出一种新颖的三相双降压式并网逆变器,该逆变电路克服了传统逆变器的直通问题。采用空间矢量算法与单周控制相结合的方法,将三相母线交流电压划分为6个区间,在每个区间建立单周控制模型。采用这种控制器的三相双降压式并网逆变器具有效率高、开关频率固定和可靠性高等优点。在分析、建模的基础上进行了仿真研究,仿真结果表明,该逆变器具有良好的动、稳态性能,能以单位功率因数向电网输电。

Z源并网逆变器的间接单周电流控制策略

针对直接电流控制方式需要较多的采样环节造成控制电路结构复杂,且控制精确度依赖于传感器精确度的缺点,提出一种无需电流采样环节的间接单周电流控制方式。以单相Z源并网逆变器为对象,建立其状态平均数学模型,以实现单位功率因数并网为控制目标推导占空比控制函数d(t),利用单周控制的思想,根据d(t)产生相应的开关驱动信号,从而控制并网电流。仿真结果表明,逆变器输出电流与电网电压同频同相,并能够根据输入功率的变化而改变并网功率。该控制方式的控制电路结构简单,控制成本低,同时该控制方式的基础是系统的状态平均模型,克服了传统的间接电流控制策略动态响应慢的缺点;单周控制的引入也保证了系统具有良好的鲁棒性。

单周控制的发展及其应用

为进一步研究单周控制,探讨了单周控制理论的发展现状,包括单周控制系统的可行性研究、建模、稳态和动态性能分析及一些改进措施。单周控制是一种新颖的大信号、非线性控制策略,其抗干扰能力强、动态响应快,且每个周期内控制开关占空比d使输出和参考值相等或成比例,它可以在一个周期内抑制电源扰动、使开关平均值跟随动态参考值并消除开关误差。由于单周控制的核心是一个可复位积分器,因此比其他非线性控制更易实现。在分析了当前单周控制的应用情况,包括在DC/DC变换、功率因数校正、有源电力滤波器、不间断电源、功率放大和光伏电源最大功率点跟踪控制中的应用后,介绍了单周控制在各种实际应用中的特点,最后提出了单周控制有待进一步研究的问题。

单周控制直流侧单相有源电力滤波器

提出了一种基于单周控制理论的直流侧有源电力滤波器 (DC侧APF)。该DC侧APF并联在整流桥的直流侧。文中提出的采用单周控制理论实现的DC侧APF不需要检测负载电流、不需要计算负载电流的谐波和无功分量、不需要乘法器 ,只需要检测整流桥直流侧的输出电流和APF的储能电容电压。具有主电路结构新颖、控制电路简单 ,补偿效果好等优点。

用D-d方法分析单周控制CUK电路的动态特性

单周控制方法是近年来提出的一种新型的非线性控制方法。该方法具有快速的动态跟踪能力、良好的鲁棒性和高质量的输出波形等优点。文章提出了基于平均状态空间方法的Ｄ－ｄ法，对单周控制ＣＵＫ电路的动态稳定性进行了较为详细的分析。实验和仿真结果表明：这种方法算法简单、物理概念清晰，还可获得该电路较为精确的动态稳定区域。

空间矢量脉宽调制与单周控制的等效性

空间矢量脉宽调制(SVPWM)和单周控制(one-cycle control)是目前最常见的两种脉宽调制(PWM)技术。传统观点认为,它们是不同的PWM发生技术,即相同的参考波得到的触发脉冲不相同。文中以四桥臂STATCOM的主电路结构为例,经过数学推导,证明了下述结论:就二者发出的触发脉冲的结果而言,SVPWM与单周控制算法是等效的,而且单周控制的计算代价明显小于SVPWM。此外,通过对一个由清华大学独立研制的四桥臂STATCOM进行仿真,对理论结果进行了验证。进一步解释了这两种PWM技术的物理本质,进而推出所有的PWM方法经过适当的控制,都可以得到相同的触发脉冲。

一种单相并联有源滤波器单周控制策略

为很好地解决畸变电流检测中的快速实时响应问题,在研究有源电力滤波器的单周控制原理与控制策略基础上,对单相并联型有源电力滤波器提出了一种新的控制模型。应用单周控制法控制有源电力滤波器可避免复杂的畸变电流检测过程和复杂的控制电路,而把畸变电流的检测与滤波器的控制过程结合在一起同时完成,故而实时性好和控制电路简单。仿真结果表明,该法简单、控制精度高、动态特性好。

基于单周控制的三相直流侧串联型有源电力滤波器

针对大量使用的三相不可控整流桥,提出了一种新型的基于单周控制的三相直流侧串联型有源电力滤波器,该滤波器串联在整流桥和谐波源负载之间,只需要工作在电压电流2个象限,仅处理部分功率,不需要进行复杂的谐波检测计算,通过简单的控制即可实现对谐波电压和无功的同时补偿。文中详细分析了该滤波器的工作原理,通过理论推导,建立了单周控制实现方程。理论分析和仿真结果表明,该单周控制的三相直流侧串联型有源电力滤波器谐波电流跟踪效果好、动态性能优良,能有效补偿整流桥非线性谐波源。