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。

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。

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.

基于准比例谐振级联PI的双三相永磁同步电机谐波电流抑制策略

由于气隙磁场畸变以及逆变器非线性特性等因素,双三相永磁同步电机定子绕组中通常含有大量的谐波电流。谐波电流会增加系统损耗和引起转矩脉动,严重影响传动系统的性能。为了抑制定子绕组中的谐波电流,提出一种基于准比例谐振(QPR)级联PI的双三相永磁同步电机谐波电流抑制策略。该策略利用双dq坐标系矢量控制,分别在d1、d2、q1、q2轴采用四个QPR级联PI的电流控制器完成谐波电流抑制。谐波电流误差先在QPR控制器的作用下被显著放大,然后利用输入参考量为零的PI调节器将放大后的谐波电流误差进行调节,有效提高对谐波电流的抑制能力。在一台双三相永磁同步电机上对本文所提的谐波电流抑制策略进行了实验验证。

有源电力滤波器基于准比例谐振的电流协调控制策略研究

利用有源电力滤波器实现对电能质量的综合控制是配电网智能化的关键,但现有文献均未考虑补偿时各频率分量电流的协调控制,且控制系统对频率的波动敏感,参数整定困难,补偿效果较差。该文通过等效电路变换,建立了三相四线制三电平三桥臂有源电力滤波器在实现正序无功电流、负序电流、谐波电流和中线电流补偿时的等效电压源电路模型;基于瞬时功率理论求得三相指令电流的参考值,无需基波电流正负序分量的分离和无功及各次谐波电流的提取,简化了控制结构设计;在静止坐标系下基于准比例谐振控制实现了对指令电流各频率分量的协调控制,利用数字锁相环实现了单位工频周期的定点数采样,保证了控制系统对频率波动的自适应性;给出了控制器在现场可编程门阵列上的离散化实现方法。仿真及0.4kV/50A模块化有源电力滤波器的实验研究表明,该文所建立简化模型准确,所提控制策略的稳态特性好,动态响应快,对频率波动和负荷突变的适应性好,控制算法实现简单可靠。

三相光伏并网逆变器准比例谐振控制器设计

近年来,光伏并网逆变器的电流控制技术成为研究热点,文章针对传统电流控制技术的不足之处,将准比例谐振控制引入到光伏并网逆变器的电流控制中,利用其在谐振频率处增益无穷大和较大带宽的特点,消除稳态误差,提高抗干扰能力。仿真结果表明,设计的准比例谐振控制器能实现三相光伏并网逆变器的电流无误差跟踪,具备抗电网干扰能力,具有较好的动、稳态性能。

基于电网阻抗的并网逆变器准比例谐振控制

随着新能源大规模接入电网,新能源并网逆变器在与电网交互引发的次/超同步振荡问题引起了广泛关注。此类振荡问题与并网逆变器的输出阻抗和电网阻抗特性密切相关。采用谐波线性化方法建立了三相LCL型并网逆变器的小信号输出阻抗模型,分析了不同电流控制策略对其输出阻抗的影响,通过阻抗比奈奎斯特判据分析了电网阻抗变化对系统稳定的影响。采用无源阻尼与有源阻尼相结合的方法抑制LCL滤波器的固有谐振尖峰,再根据公共耦合点电网阻抗的变化调节准比例谐振(quasi proportional resonance,QPR)控制器参数以及电容电流反馈系数,使系统阻尼基本保持不变,增强系统鲁棒性,确保系统稳定运行。时域仿真与数值分析结果证明了所提控制策略的有效性。

光伏并网逆变器准比例谐振控制仿真研究

分析了单相光伏并网逆变系统的结构与等效模型,提出了准比例谐振控制策略结合电网电压前馈控制,克服了传统比例积分和比例谐振控制的缺点。利用Matlab/simulink搭建仿真模型,仿真结果显示准比例谐振控制比传统比例积分控制具有更小的静态误差;在电网电压频率发生波动时,准比例谐振控制相对比例谐振控制更为合适。

基于准比例—谐振控制的MMC-HVDC环流抑制策略

模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统三相桥臂之间存在的环流分量,直接影响系统工作特性,增加系统损耗。根据桥臂电流中含有二倍频分量的特性,构建了两相静止坐标系下模块化多电平换流器(MMC)的环流数学模型。为实现正弦输入的无差跟踪,设计了准比例—谐振(PR)控制器实现框图,并基于准PR控制器设计了环流抑制控制策略。相对于旋转坐标系下的环流抑制控制器,所提控制策略无须引入耦合便可实现解耦控制,减小了参数调节工作量,同时无须进行旋转坐标变换,减小了延时,提高了响应速度。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,验证了基于准PR控制的环流抑制策略的有效性。

基于准比例谐振控制的单相SVG控制策略研究

针对电力系统单相冲击性负荷的无功及谐波补偿需求,提出了一种单相SVG的控制策略,包括瞬时电流波形检测算法和基于改进比例谐振控制电流跟踪算法。瞬时电流波形检测算法能够快速准确地检测负荷电流的无功电流和谐波电流,具有延时小、受频差和电压畸变影响小等特点。改进比例谐振控制是基于谐振控制算法,针对各次谐波精确制造谐振控制回路对各主要次谐波进行精确补偿。利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序搭建单相SVG模型,对常规PI控制和改进准比例谐振控制的控制性能进行了试验对比,仿真结果验证了改进准比例谐振控制对基波无功电流和各次谐波电流的良好的跟踪性能。

基于准比例谐振的VIENNA整流器中点电位平衡策略

传统双闭环PI控制由于相位误差的存在难以实现交流量的零静差跟踪,同时dq解耦控制策略往往又需多次坐标变换,不利于数字实现。基于此,将准比例谐振控制器(QPR)引入VIENNA整流器的控制系统,同时针对直流侧电压不平衡问题,提出一种基于QPR控制器的直流侧电压中点平衡控制策略,进一步改善网侧电流质量,提升整机效率。为验证文中策略的正确性,构建了基于QPR控制的VIENNA整流系统完整的仿真模型与实验样机,结果表明该控制策略可有效改善直流侧均压并有效抑制网侧电流谐波影响,动静态性能优良。

单相并网逆变器准比例谐振控制器的设计

针对光伏并网逆变器的比例积分(PI)控制器存在稳态误差,抗电网干扰能力差的问题,提出了一种准比例谐振(PR)控制策略,利用其在谐振频率处增益无穷大的特点,消除稳态误差,提高抗干扰能力同时设计了准PR控制器的参数。仿真结果验证了所设计的准PR控制器能实现系统电流无误差跟踪,具备抗电网干扰能力。

基于准比例谐振控制的有源电力滤波器

首先分析了比例谐振控制器的原理,改进了其对电网频率畸变敏感的特性,然后建立了基于准比例谐振控制器的有源电力滤波系统。利用DSP28335实现了该系统的集成控制,通过实验进行了验证,并与传统PI调节器进行了对比。该有源电力滤波器有效地降低了电网电流的畸变率(THD),提高了电能质量,并具有较高的稳定性。

三相并网逆变器准比例谐振控制仿真研究

三相光伏并网逆变器常见的控制策略是简单可靠的PI控制,但该方法对正弦信号的跟踪存在误差,并要经过频繁的坐标变换以及附加前馈解耦。因此在介绍三相并网逆变系统的拓扑结构与数学模型的基础上,设计了一种基于准比例谐振控制的新型交流PI控制策略,并叠加了针对特定次谐波的谐波补偿器。此策略可以实现对正弦电流的零误差静态跟踪并改善系统对特定次谐波的抑制效果。最后通过仿真得出此方法可以获得对并网指令电流的零稳态跟踪误差和较小的谐波量,提高了并网波形质量。

基于径向基函数神经网络的PI-准比例谐振控制策略

针对三相并网逆变器在电网电压波动时存在电流畸变等问题,提出了一种基于径向基函数神经网络的改进型PI-准比例谐振复合控制方法,在分析PI与准比例谐振控制原理的基础上,通过径向基函数神经网络的自适应控制能力,根据系统运行状态对改进型PI-准比例谐振控制器参数进行在线整定,解决了传统PI控制器存在稳态误差和准比例谐振控制器参数难整定的问题。采用Matlab/Simulink平台进行仿真研究,结果证明该方法实现了电流的无静差跟踪,降低了输出电流的总谐波畸变率,提高了系统的抗干扰能力,增强了系统的稳定性。

准比例谐振控制的单相逆变器并联控制技术

针对传统的逆变器控制策略对交流信号跟踪出现的偏差问题,在准比例谐振控制器的双环控制基础上,提出输出有功功率和无功功率与输出电压相位和幅度解耦后的新型下垂控制算法。应用时变相量法建立并联系统的小信号模型,分析下垂系数的变化对系统稳定性和动态性能的影响。仿真实验结果表明,利用准比例谐振控制器和新型下垂控制策略能有效地实现单相逆变器并联控制。

光伏并网逆变器准比例谐振抑制策略

针对光伏并网逆变器采用准比例谐振控制策略时,忽略了LCL滤波器本身存在的谐振问题,采用无源阻尼和有源虚拟阻尼电阻并联两种方案,抑制LCL滤波器产生的谐波,提高并网电压和电流的稳定性.通过建立无源和有源的系统控制模型,构建开闭环传递函数,从而求出前馈系数.研究结果表明:有源阻尼电阻并联比无源阻尼电阻并联方案能更好抑制谐波,不额外增加功率损耗,能提高系统的动稳态性能,降低并网电流和电压的谐波含量.

基于准比例谐振控制的三相并网逆变器谐波补偿方法研究

针对电网不平衡和畸变条件下,传统并联谐振谐波补偿并不能有效抑制电网谐波引起的参考电流谐波对逆变器输出电流的影响的缺点,提出了一种改进型并联准比例谐振(QPR)谐波补偿方法,有效抑制了电网电压谐波引起的参考电流谐波。仿真结果表明,改进型谐波补偿方法有效地降低了并网电流的总谐波畸变率,提高了逆变并网系统的电能质量。

基于准比例谐振控制的MMC新型环流抑制器

模块化多电平换流器(MMC)存在内部环流,文中对其环流进行了简要分析,指出了对之进行抑制的必要性。提出了一种基于直接反馈控制原理的MMC新型环流抑制器,该控制器通过陷波器来提取环流中的二次基频分量,并以准比例谐振控制器对子模块调制信号进行补偿,从而达到了限制二次环流的目的。该方法原理简单,易于实现,同时对单相及三相系统均适用。仿真结果验证了所述方案的正确性和可行性。