αβ0坐标系下带不平衡负载的三相四桥臂变流器控制策略

传统的基于同步旋转坐标系下的三相四桥臂变流器控制复杂,尤其在负载不平衡工况下。为简化四桥臂控制,提出一种αβ0坐标系下的四桥臂变流器控制策略。该控制策略采用准比例谐振调节器控制输出电压,并加入参考电压前馈改善系统控制精度与动态性能,在此基础上采用基于电感电流的有源阻尼控制方法进一步增强系统的稳定性。针对准比例谐振调节器在基波频率处有限增益导致的静差问题,分析调节器参数以及滤波器参数对增益系数选取的影响,给出控制器参数设计以及实际参数调试的依据。最后,对所提控制策略进行实验验证。实验结果表明,在不平衡负载条件下,采用该控制策略的四桥臂变流器能够实现输出电压的平衡控制,动态性能良好。

四桥臂变流器新型三维空间矢量脉宽调制策略

四桥臂有源电力滤波器开关状态多,电压调制复杂,为了简化调制算法,提出新型三维空间矢量脉宽调制(three-dimensional space vector pulse width modulation algorithm,3D-SVPWM)策略。基于分类算法,对变流器三相相电压进行线性运算,获取中间变量并比较,得到最大和次大的中间变量,从而判断参考电压矢量所在三棱柱;根据参考电压矢量在αβγ坐标系下的分量与相邻平面的关系,判断其所在四面体;基矢量的作用时间根据中间变量的线性组合直接获取。针对参考电压对称无畸变及含有谐波两种情况进行了仿真和实验验证,结果表明所提算法均能调制得到与参考电压吻合的输出电压,证实了新型3D-SVPWM算法的正确性和可行性,且该调制算法直接根据中间变量进行三棱柱判断和时间计算,实现简单,计算量小。

不平衡负载条件下三相四桥臂变流器的改进分序控制

为改善独立供电系统中负载不平衡带来的电能质量问题,提出了一种适用于三相四桥臂变流器的改进正序、负序及零序独立控制策略。该方法包括基于降阶广义积分器的快速正负序分离,以及正序与负序双同步旋转坐标系下的闭环控制算法。针对零序分量的基波频率脉动特性,采用比例谐振调节器对零序电压、电流进行控制,简化了原有的分序控制算法。仿真与实验结果表明,该控制方案能有效抑制负载不平衡带来的扰动,保持负载电压平衡。所采用的零轴控制可有效降低零序输出阻抗。且该方案较易实现,显著提高了独立供电系统的供电质量。

基于四桥臂变流器的三维空间矢量调制算法

静止无功发生器 ( ASVG)是柔性交流输电系统中的一种重要的控制器 ,补偿系统的无功功率或阻尼系统振荡 ,还具有抑制谐波和滤除负序、零序电流的能力。讨论了基于四桥臂变流器的空间矢量分布 ,四桥臂 ASVG的三维空间矢量调制算法 ,该算法具有形式简化 ,便于实时计算的优点。

三相四桥臂变流器调制方法综述

三相四桥臂变流器拓扑可以为零序电流提供通路,并且可以有效地增加系统处理不对称和非线性工况的能力,广泛应用于三相四线制场合,其调制方法也成为研究热点。本文将针对两电平三相四桥臂变流器几种常见的脉冲宽度调制方法的工作原理以及电压利用率、开关损耗、共模电压大小等特性进行归纳和比较。

三相四桥臂微网变流器在离网不平衡负载下的控制策略及其实现

因三相四桥臂变流器在不平衡系统应用中的优势,采用其作为微网变流器拓扑结构。为改善微网系统离网工况下带不平衡负载时的供电质量,提出了一种改进分序控制方法。采用基于广义二阶积分器的正负序分离方法提取负载电压的正负序分量,再将其变换至对应的旋转坐标系进行控制。在独立的零轴控制中,引入比例谐振调节器,增强零序电压的控制性能,简化控制算法。最后,对所提控制方法进行仿真与实验验证。结果表明,采用该控制方案的四桥臂变流器能够在负载不平衡的情况下维持输出电压的平衡,增强离网条件下的运行性能。

面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。

含四桥臂H桥变流器的不对称配电网综合补偿方法

为解决配电网电力电子设备存在的功能单一、利用率低、造价高及协同难等问题,提出含四桥臂H桥变流器的不对称配电网综合补偿方法。在静止无功发生器的中性点增设级联H桥对地支路的新型综合补偿装置结构,为接地故障和三相对地参数不对称的补偿电流提供流通回路,考虑配电网三相对地参数不对称和三相负荷不平衡的影响,将有功和无功功率补偿、三相不平衡负荷补偿和三相对地参数不对称电流以及接地故障电流补偿等功能集成至同一套补偿装置。在分析各功能的原理及相互作用机理的基础上,提出基于分序解耦控制的多目标协同控制策略,以及三相对地参数不对称电流补偿与接地故障电流补偿的切换方法。正常运行时,综合补偿装置动态补偿配电网有功功率和无功功率、三相不平衡负荷及三相对地参数不对称电流;接地故障时,三相对地参数不对称电流补偿切换至接地故障电流补偿。仿真结果验证了所提方法的有效性。

实现有源功率解耦控制的改进三相四桥臂拓扑

传统三相四桥臂拓扑在含单相/三相不平衡负载或源的微电网系统中备受关注。然而当采用现有策略控制电压三相平衡时,由于单相/三相不平衡负载或源的存在,交流侧电流存在负序分量,将引起瞬时功率二次脉动,耦合到直流侧,导致直流电压或电流含有二次纹波,影响系统性能和寿命。针对该问题,文中提出了一种改进的三相四桥臂拓扑,并通过有源功率解耦控制,在不增加开关器件的基础上,使交流侧的二次脉动功率由交流侧电容提供,直流侧仅需提供交流侧平均功率分量,实现功率解耦并减小系统总电容量。其次,分析了所提拓扑直流侧所需最低电压和开关器件电流应力的影响因素。最后,仿真以及实验结果表明所提改进拓扑和策略在保证电压质量的同时可以实现有源功率解耦,有利于改善系统性能并实现直流侧电容轻量化。

四桥臂电压质量调节器及其在微电网中的应用

低压配电网电压跌落、骤升、不平衡、谐波等扰动影响微电网的正常并网运行,为抑制以上配电网电压扰动影响,采用具有综合补偿电压扰动能力的四桥臂电压质量调节器(VQR)。针对VQR的补偿目标,采用一种基于新型谐振PVPI控制器的电压电流双环控制策略,通过提取跌落后电压基波正序分量,将输出补偿量分为跌落(或骤升)补偿部分和用于抵消负序、零序及谐波电压分量部分,利用PVPI控制实现对两部分补偿指令信号的零稳态误差控制。仿真结果证明所提出的四桥臂电压质量调节器有效地补偿了配电网电压扰动的影响,提高了微电网故障穿越能力。

四桥臂三相四线APF的新型电流检测与控制

由于中性线参与了实际的控制,使得三相四线有源电力滤波器(APF)电流检测与控制更为复杂,同时APF直流侧电压的稳定控制也更为困难。为有效地检测四桥臂三相四线APF的参考补偿电流以满足实现对APF的有效控制并对各类非线性负载电流实施实时补偿,在分析了四桥臂三相四线APF工作原理的基础上,采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊控制的方法,以直流侧电压的三值输入逻辑规则对四桥臂三相四线APF进行建模,利用并行分布补偿算法获得模糊控制律,在此基础上设计了模糊控制器,实时准确地获得四桥臂三相四线APF在各种非线性负载条件下的补偿参考电流并使直流侧电压得到自动稳定控制。仿真及实验结果验证了该控制策略的正确性及有效性。

非隔离型低压柔性互联装置的低频地线环流产生机理及抑制策略

柔性互联装置是实现低压配电网潮流优化和新能源高效消纳的关键装备,有必要去除隔离变压器以提高效率和功率密度。但实际运行中面临严重的地线环流问题,恶化装置电能质量和安全稳定运行能力。为此,建立了低压配电网直接接地和变流器调制算法影响下非隔离型柔性互联装置地线环流分析数学模型,揭示了变流器共模电压注入、电网运行工况差异产生基波和三次谐波地线环流的机理。在此基础上,给出了一种闭环抑制方法,通过比例–多模谐振控制器对地线环流进行闭环控制,并通过改进的载波调制算法在逆变侧各桥臂中注入附加的共模电压信号,以维持双侧变流器的共模电压平衡,进而消除低频地线环流。控制器在环的半实物仿真结果表明,采用所提控制策略后,不同电网工况下非隔离型柔性互联装置的低频地线环流均得到充分抑制,有效提升了装置的电能质量和运行可靠性。

民用建筑中静止同步补偿器的研究

本文选择四桥臂变流器作为静止同步补偿器的主电路,建立了四桥臂静止同步补偿器数学模型,改进了基于αβ0坐标系的双滞环电流控制方法,并进行了仿真。结果表明该静止同步补偿器能够补偿不平衡系统的无功功率,同时能够有效地滤除系统中的谐波、负序和零序等有害电流。