基于固定频率二阶广义积分器的改进型i_(p)-i_(q)谐波检测算法

针对电网存在频率突变、直流分量和多次谐波时传统i_(p)-i_(q)算法谐波检测精度不高的问题,提出一种基于固定频率二阶广义积分器的改进型i_(p)-i_(q)谐波检测算法。该算法首先利用改进型固定频率二阶广义积分器滤除电网中直流成分和多次谐波,并克服传统二阶广义积分器产生的正交信号不等幅问题;然后利用一种基于改进型固定频率二阶广义积分器的锁相环提供更准确的电网频率,从而得到更准确的检测效果。最后,仿真算例验证了所提方法的有效性。

直驱型电励磁同步发电机新型磁链观测技术

考虑电励磁直驱风力发电系统的运行特点,基于电励磁同步发电机(EESG)电压模型的磁链观测器是较合适的磁链观测方案。本文采用改进型二阶广义积分器(Improved Second-Order Generalized Integrator,ISOGI)来代替电压模型中的纯积分器,能有效解决纯积分器存在的直流偏置、积分饱和等问题,从而得到的一种新型的基于ISOGI的磁链观测器。采用此磁链观测器可以得到气隙磁链的幅值和相位,从而可实现基于气隙磁链定向的EESG矢量控制系统。仿真和实验结果表明基于ISOGI磁链观测器是可行的,且此方案在风力发电系统要求的频率范围具有较好的稳态及动态性能。

基于级联型SOGI的永磁同步电机谐波电流抑制方法研究

伺服驱动器由于具有很强的非线性,导致永磁同步电机(PMSM)的定子电流中含有大量的高次谐波并且引发较大的转矩脉动。针对这一问题,提出基于级联型二阶广义积分器(SOGI)的谐波抑制方法,将级联型SOGI与电流环d、q轴的PI控制器并联,利用级联型SOGI提取d、q轴电流中的6次谐波分量,并将其注入到PI控制器的输出电压中,从而抵消参考电压中的谐波。仿真结果表明:采用基于级联型SOGI的电压补偿法进行谐波抑制,电流波形的畸变得到了明显改善,证明了所提算法的有效性。

零相位滑动平均滤波器锁相环在LCL型逆变器中的应用

在并网控制过程中,锁相技术是并网逆变器与电网同步的关键,提出以二阶广义积分(Second-order generalized integrator,SOGI)和滑动平均滤波算法(Movingaveragefilter,MAF)为基础的零相位滑动平均滤波器二阶广义积分锁相环(Zero-phase moving average filter-second-order generalized integrator-phase-locked loop,ZPMAF-SOGI-PLL)。通过改进SOGI结构和MAF算法得到ZPMAF-SOGI-PLL,在并网逆变器控制的环节中使用了ZPMAF-SOGI-PLL方法进行锁相,进而使锁相环在不理想情况下能快速、稳定、准确地从电网中获取电压正负序分量、频率、相位等参数,并通过现代控制理论分析了该方法的稳定性。通过电网电压不平衡和含有高次谐波工况下的仿真和试验结果表明,所提方法可使LCL并网逆变器准确检测正负序分量,且并网电流的谐波含量在两种具体的工况下分别降低到1.89%和2.71%,使LCL型并网逆变器运行更稳定。

基于SOGI单相锁相环的列车辅助逆变器并联技术

轨道列车辅助供电系统中的传统三相锁相环系统复杂,在母线电压不平衡及出现扰动的情况下存在锁相性能下降的情况。本文针对这一问题,提出一种改进的基于二阶广义积分器(SOGI)的单相锁相环设计方案,在提高系统简洁程度的同时,达到提高锁相的响应速度、降低稳态误差的目的。本文基于SOGI进行数学建模分析,提出一种基于SOGI的列车辅助逆变器并联控制方法,并在基于DSP TMS320F28335的50kV·A三相辅助逆变器的并联实验平台上进行实验验证。仿真和实验结果表明,该锁相方案能有效提高辅助逆变器并联的控制性能。

单相变流器离网并联技术研究

针对单相变流器离网并联控制中,传统静止坐标系下PI调节器无法实现交流信号的无静差跟踪,PR调节器不便独立控制有功无功的缺点,采用基于虚拟同步旋转坐标系(VSRC)的"功率-电压-电流"3环控制方法。通过二阶广义积分器(SOGI)构造了正交信号发生器,搭建了d SPACE+Typhoon的实时仿真平台,验证了基于SOGI的正交信号发生器可以产生虚拟同步旋转坐标系,基于VSRC三环控制方法可以实现单相变流器离网电压控制、并联均流控制、功率分配控制。

弱电网下LCL型并网逆变器阻抗重塑谐振抑制策略研究

针对电网电压比例前馈控制下电网阻抗宽范围变化易导致并网逆变器发生谐振或失稳的问题,提出了一种改进电网电压比例前馈与超前校正相结合阻抗重塑谐振抑制策略。该策略首先在传统电网电压比例前馈环节串联二阶广义积分器(SOGI),消减电网电压比例前馈与线路阻抗耦合导致的正反馈,一定程度上提升系统稳定裕度;进一步在电流前馈通道中引入超前相位校正,对系统相位裕度进行补偿,提升逆变器等效输出阻抗与电网阻抗交点处相角裕度,避免谐振发生,增强逆变器在电网阻抗宽范围变化时的鲁棒性,同时给出具体实现过程及参数设计思路,经仿真验证了所提策略的可行性。

一种并网逆变器无交流电压传感器控制策略研究

针对配电电压波动较大等问题,研究了一种基于正交滤波器的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先利用二阶广义积分器对特定频率交流信号的无差跟随特性构成正交滤波器,然后使用该正交滤波器构建三相并网逆变器的电压观测器,在两相静止坐标系下直接对电网电压进行观测,结合三相并网逆变器在两相静止坐标系下的PR控制,实现逆变器在无交流电压传感器条件下的运行控制。该策略能够避免传统虚拟磁链观测中的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题。通过仿真与实验验证了所提出策略的有效性。

不平衡电网下三相PWM整流器预测直接功率控制

三相脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)整流器中,当电网电压不平衡时,传统的预测直接功率控制(predictive direct power control,PDPC)策略导致输入电流严重畸变,另外,网压传感器使整个系统变得更复杂,且耗费成本。为了改善PWM整流器输入电流质量,并降低系统成本,将基于改进型二阶广义积分器(second-order generalized integrator,SOGI)的无网压传感器算法与PDPC策略相结合,采用改进型二阶广义积分器产生同频率的正交信号,估算电网电压,实现无网压传感器PDPC。根据扩展pq理论分析电网不平衡情况下产生有功、无功功率二倍频振荡的原因,在此基础上推导出了消除功率振荡的整流器交流侧电压方程,进而通过空间矢量调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)确定开关状态。在仿真平台对所提方法在电网平衡和不平衡情况下进行仿真,仿真结果表明,所提方法降低了不平衡电网对输入电流波形的影响,消除了功率二倍频振荡,准确估算电网电压,实现电网平衡和不平衡情况下的正常工作,通过对比这2种情况下的仿真结果,验证了该方法的有效性。

旋转变压器误差抑制与解码技术的研究

针对旋转变压器在工程应用中易受环境条件的影响,导致传统的解码方法不能有效抑制输出信号中存在的幅值、偏置、相位等误差,从而影响到解码效果等问题提出使用改进Ⅲ型双广义二阶积分器配合自适应参数校正算法,对旋转变压器输出信号进行波形预测和重构,实现精确解码。首先带有噪声的旋转变压器输出信号,经过自适应参数校正算法后,对源输出信号进行预测重构,把重构后的信号在经过低通滤波器有效滤除前级携带有的高次谐波,然后通过改进Ⅲ型广义二阶积分器通过提取和分离不平衡信号中的对称正序分量;其次利用锁相环技术进行跟踪计算;最后获取准确的转速和角度。其中,自适应拟合算法,也有效减弱了改进Ⅲ型二阶积分器的超调和稳态误差的问题。Simulink仿真结果说明该方法能够在四种误差存在的情况下准确解码,证实了该方案的可行性。

基于SSOGI-RLSMC联合算法的加速器电源纹波抑制

重离子加速器电源系统对励磁电源输出电流的稳定度和纹波精度要求高。磁铁负载的存在产生的纹波,会对加速器通过磁场精确控制粒子运动轨迹带来影响。针对以上问题,提出一种基于SSOGI-RLSMC新型联合算法,以减小磁铁负载影响下励磁电源输出的电流纹波,提高电流稳定度。新型联合算法通过并联型二阶广义积分器(SSOGI)作为纹波检测器对纹波分量进行快速准确的提取,获得精度较高的指令电流;将指令电流和直流有源电力滤波器的补偿电流相减得到误差信号,利用趋近律滑模控制(RLSMC)算法对误差信号进行动态跟踪和补偿,以提高直流有源滤波器对励磁电源输出电流的纹波抑制能力,进而达到对粒子运动轨迹精确控制的目的。最后通过Matlab/Simulink仿真证明,所提的新型联合算法在以直流有源电力滤波器为主补偿手段的励磁电源中有效提高了励磁电源输出电流的精度和稳定度,改善了直流有源滤波器对纹波电流的抑制能力。