逆变器侧电流反馈的LCL并网逆变器电网电压前馈控制策略

逆变器侧电流反馈的具有稳定性强、单闭环控制、参数设计简单和系统成本较低的优点,但是其属于电网电流间接控制,造成并网功率因数较低,此外,电网电流中还包含由电网电压引起的低次谐波电流。为保留其优点并克服其缺点,提出一种适用于逆变器侧电流反馈LCL并网逆变器的完全电网电压前馈控制策略,该策略能完全消除电网电压对电网电流的影响,并且并网功率因数得到了大大的提升。仿真与实验结果表明,所提控制策略正确、有效。

基于定子电流微分前馈控制的双馈异步风力发电机低电压穿越复合控制策略

双馈异步风力发电机(doubly-fed induction generator, DFIG)对网侧电压扰动比较敏感,其低电压穿越(low voltageride-through,LVRT)措施仍是目前研究的重要问题之一。针对故障期间转子电流过冲而转子侧变流器(rotor sideconverter,RSC)容量有限,且现有软件控制策略无法直接快速抑制故障过电流的问题,提出一种基于定子电流微分前馈控制的风机低电压穿越复合控制方法。在理论分析定子电流微分与转子暂态感应电动势关联关系的基础上,利用前馈控制跟踪精度及响应速度的优势,给出了基于定子电流微分前馈控制的抑制风机转子暂态分量的方案。将通过可观测的定子电流微分项获取到的造成转子电流冲击的干扰量,经前馈控制器直接引入到转子侧变流器的控制电压参考值端,从而达到快速抑制转子过电流的目的。仿真结果表明,所提出的穿越控制方法无需繁琐的观测技术,复合控制策略最大程度发挥了容量有限的变流器抵消暂态感应电动势、抑制转子过电流的作用,有效扩展了机组的可穿越故障范围。研究结果可为双馈异步风力发电机低电压穿越控制提供参考。

电容电流反馈的LCL滤波器网压前馈控制研究

为了抑制LCL滤波器的固有谐振,消除电网电压畸变时并网电流内的谐波,此处提出一种在网侧电流闭环条件下的电容电流反馈、电网电压前馈控制方法。通过引入电容电流反馈环节,使LCL滤波器的固有谐振减小,且电容电流通过估算获得,减少了传感器的数量。在电网电压畸变的情况下引入电网电压前馈环节,消除了并网电流内的低次谐波,得到高质量输出电流。仿真和实验结果表明所提控制策略的有效性。

LCL型并网逆变器电网电压前馈控制策略研究

为抑制LCL型并网逆变器系统固有谐振频率,消除非线性负载带来的电网电压畸变并网电流谐波,通过电容电流反馈有源阻尼控制减小LCL固有谐振。为抑制电网电压对并网电流产生的影响,采用电网电压前馈控制策略实现,对比各种前馈控制效果,从而得到高质量的并网电流。通过MATLAB/Simulink仿真验证所提前馈控制策略有效。

逆变器侧电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器解耦控制

为了实现LCL型三相光伏并网逆变器dq轴的解耦控制,同时提高系统的动态响应速度,在同步旋转坐标系下,提出一种适用于逆变器侧电流反馈的前馈解耦控制策略。并在电压外环中引入光伏阵列功率前馈、电流内环中引入电网电压前馈。视各耦合项为扰动,采用闭环传递函数的求解方法以获取实现解耦控制的前馈系数,同时分析了滤波器参数在发生变化时其对dq轴解耦效果的影响。通过Matlab建立系统仿真模型,仿真结果表明:所提解耦控制策略使LCL型三相光伏并网逆变器不仅实现了dq轴的解耦控制,而且在保证强鲁棒性及高入网电流质量条件下具有良好的动、静态性能。

基于补偿前馈电压控制的三电平逆变器研究

考虑到光伏并网逆变后存留的高频谐波对LCL滤波中参数固定的电容及电感产生谐振作用，该文引入三电平逆变器，一方面可在输出端保证谐波含量低、电压的波形更加接近正弦波以降低滤波器中电容和电感串联谐振的可能，另一方面也为可在电流进入电容前而对系统做出相应的动作。该文比较传统电流内环控制策略，改进电压前馈的控制策略，提取逆变器输出端输出的电流对电压进行补偿，通过设计滤波器参数搭建模型及进行仿真得到结果表明其有效的抑制谐振，并可同时提高电网电流和电压的稳定性，有效地抑制电网电压谐波对网侧电流的影响。

基于电网电压全前馈的七电平光伏并网系统

针对传统单相多电平光伏并网逆变器输出电流谐波畸变率高的缺点,提出一种基于电网电压全前馈的七电平光伏并网系统。该七电平逆变器是由boost电路及正激电路组成的DC/DC变换电路、全桥逆变器、辅助回路和电感-电容-电感(LCL)滤波器级联而成。其中,LCL滤波器滤除由脉宽调制(PWM)造成的高次谐波,从而减小并网电流的谐波含量。同时采用电容电流内环来抑制LCL产生的谐振,提高稳定性。此外,为防止由电网电压谐波造成系统振荡,引入电网电压全前馈控制策略。仿真结果证明该系统能有效地提高输出电流质量,消除电网电压对并网电流的影响,并使并网电流始终保持与电网电压同频同相。

LC/CL/LCL滤波的电压源和电流源逆变器多环控制策略分析

多环控制策略已被广泛应用于电压源和电流源的逆变器控制中,包括UPS和分布式发电。但是,对于特殊的应用,这些控制策略将被发展和评价,并作为独立的新发展。通过几个常见的系统,文章分析了用不同反馈变量的不同多环控制方法,强调了其相似性,证明了通用的优化变量选择法可用于大部分多环控制逆变系统。通过Matlab仿真和实验室的试验,不同逆变系统的时域波形图十分相似,验证了文中提出的优化变量选择方法的可行性。

一种改进的永磁同步电机电流控制算法

在机床永磁同步电机控制问题的研究中,电流环是永磁同步伺服驱动系统的关键环节。当电流环采用电流反馈解耦进行控制时,永磁同步电机在高速运行时易产生较大的电流跟踪误差,电流的动态响应变差。主要原因为电流反馈解耦控制对电流解耦不彻底导致电机转速对dq轴电流产生了耦合效应。为解决上述问题。在传统电流环P1调节器的基础上,提出了一种基于电压前馈解耦的电流控制算法代替电流反馈解耦控制。上述算法通过在电压指令中增加前馈补偿以消除耦合项的影响,进而消除电流跟踪误差,同时还具有李雅普诺夫意义上的稳定性。实验结果表明:改进算法实现了对dq轴电流的完全解耦,消除了电流跟踪误差,提高了电流控制性能。

含负荷不平衡补偿的SVC复合控制方法研究

该文提出了一种通过加装带滤波器的静止无功补偿器(SVC),使负序引起的不平衡功率和谐波功率流入SVC,最终达到平衡系统目的的方法;提出基于前馈-反馈复合控制的SVC不平衡负荷补偿方法,将电压闭环控制与三相不平衡控制相结合、功率因数闭环控制与三相不平衡控制相结合,以达到适应各种工况的需求。最后,该文在SVC相关理论研究的基础上搭建了仿真模型,仿真结果表明该文提出控制方法的正确性和可行性。

图腾柱功率因数校正器的二自由度控制分析

TPFC一般采用一自由度输出电压控制,在负载变化时输出电压动态特性较差,且启动过程存在明显超调。本文在推导TPFC双闭环控制结构基础上,引用了负载电流前馈控制和输出电压反馈补偿控制,构成两种二自由度(2DOF)控制结构。仿真分析表明,负载电流前馈型2DOF控制可以有效抑制负载变化引起的输出电压波动,但启动过程超调明显;输出电压反馈补偿型2DOF控制可以实现输出电压无超调启动,但是抑制负载变化的能力较差;综合负载电流前馈型和输出电压反馈补偿型的2DOF控制获得满意的输出电压控制效果,表现为启动过程无超调和变载过程无波动。

并网LCL滤波的PWM整流器输入阻抗分析

对并网LCL滤波的PWM整流器进行了深入研究,在电流环中通过引入滤波电容电流反馈控制来改变系统极点分布,抑制LCL滤波器自身的谐振和增加系统稳定性,以代替阻尼电阻的作用。将控制器参数和物理模型结合建立了LCL滤波整流器的闭环高频输入阻抗模型,详细地分析了整流模式、有源逆变模式下阻抗特性,并研究了两种模式下公共耦合端(PCC)电压前馈的影响,为LCL滤波整流器的并网控制提供理论指导。仿真和实验结果表明,LCL滤波整流器并网时可以有效减少注入电网中高次谐波含量,而引入滤波电容反馈控制策略是一种简单、可行抑制LCL谐振的方法,带PCC电压前馈有利于并网整流器小功率能量回馈的正常运行。

级联型电力电子变压器并联运行的改进下垂控制策略

为了提升级联型电力电子变压器并联运行时的稳态和动态性能,在传统下垂控制的基础上提出了一种改进下垂控制策略。首先,建立传统下垂控制的并联系统等效电路,研究其存在电压控制偏差较大、均流控制精度不高且动态特性较差等问题的原因;然后,通过闭环控制实现对输出电压控制偏差的补偿,推导负载电流与移相角的函数后对其泰勒级数展开式进行线性化处理,并将处理结果作为电流前馈的系数,提升稳态时电压控制的精准度、电流控制的均衡度以及动态时的快速调节能力;最后利用公共直流母线电压取代各自采样的输出电压作为控制反馈值,降低了线路阻抗对电流均衡度的影响。通过一套3台电力电子变压器组成的并联系统进行验证,实验结果表明:该改进下垂控制策略可将并联系统的功率离散度降低至0.18%,直流电压控制偏差降低至0.2 V,验证了工程应用的有效性、可行性和实用性。

永磁同步电机弱磁最优控制策略研究

针对永磁同步电机(PMSM)在恒转矩区起动能力差、在恒功率区电流轨迹不易跟踪等问题,提出基于电压反馈复合电流前馈的定子电流弱磁最优控制策略。通过判断电流前馈环节达到稳定时所需的电流与采用最大转矩电流比(MTPA)算法所得电流大小,使定子电流在恒转矩区通过电流前馈作用快速跟踪MTPA曲线,加快起动;在恒功率区采用电压反馈复合电流前馈的策略,增强系统抗干扰能力的同时最大化直流母线电压利用率。为了验证该策略的可行性,搭建PMSM仿真模型,构建以dSPACE1007为核心的试验平台,对其进行仿真和试验,结果表明了该策略的稳定性和有效性。

海上风电柔性直流输电变流器的研究与开发

基于可关断电力电子器件和PWM技术,结合海上风电场长距离直流输电的特点,对海上风电柔性直流输电变流器进行了分析和研究。根据变流器主电路拓扑结构建立了系统在三相静止abc坐标系和两相旋转d-q坐标系下的数学模型;变流器控制系统采用双闭环控制,选取前馈解耦控制策略对电流内环的有功、无功电流进行解耦;同时引入电流状态反馈和网侧电压前馈补偿,提高了系统的动态性能和抗干扰能力;系统采用五段式空间矢量PWM调制方法,有效地降低了开关频率,减少开关损耗。仿真结果证明,该变流器适用于海上风电场柔性直流输电系统。

考虑电网阻抗变化的LLCL并网逆变器谐振抑制策略

弱电网条件下,并网逆变器的正常工作会受到电网背景谐波及电网阻抗动态变化的影响,并网电流出现谐波谐振现象.为此,提出一种LLCL并网逆变器谐振抑制新策略.该策略在加权电流控制和电网电压前馈控制的基础上,引入电容电流反馈环节,保留了传统电网电压前馈控制方法中消除电网电压产生畸变影响并网电流的优点.通过对新反馈环节中反馈系数的设置,实现谐振尖峰的有效抑制,同时使并网逆变器的稳定性不受电网阻抗的影响,提高了LLCL并网逆变器的稳定性,降低了并网电流的谐波含量.最后,搭建仿真和实验平台,验证了谐振抑制新策略的有效性.

带LCL滤波器的单相并网逆变器

针对相同滤波效果下采用L型滤波器的单相光伏并网逆变器的PI控制需要较大的电感值以及存在高损耗、电流内环响应速度降低和成本较高的不足,提出了采用基于LCL滤波的电容电流反馈和电网电压前馈的准PR控制策略,以增加系统阻尼、抑制振荡、提高系统稳定性能,并通过Matalab/Simulink软件搭建仿真模型进行了验证。结果表明,经LCL滤波后,在准PR控制策略下,加入电容电流反馈和电网电压前馈后,获得的入网电流畸变率更小,实现了入网电流的无静差跟踪,抑制了电网电压的扰动,且系统输出的波形满足入网要求。

弱电网下LCL型并网逆变器的改进稳定性控制方法

弱电网下并网点电压谐波和电网阻抗不可忽略。LCL型并网逆变器考虑电网阻抗后会发生谐振频率平移现象,同时并网点电压谐波会影响电压前馈控制效果。文章在并网电流结合电容电流反馈的基础上,通过修改电容电流反馈系数应对电网阻抗,提出了一种查表法的电容电流反馈系数选取方法。通过多谐振并网点电压前馈控制通道的控制器应对电压谐波。实验验证了文章所提改进稳定性控制方法的有效性。

双端VSC-HVDC系统建模及控制方法研究

在dq0坐标系下建立了双端VSC-HVDC系统的数学模型,并基于该坐标系制定了相应的控制策略。所采用的控制器由外环控制器和内环控制器构成,外环控制器由基于常规PI调节器的定功率控制器/定电压控制器构成,输出为内环控制器的参考值;内环电流控制器采用电流反馈和电压前馈的解耦控制策略,实现电流的快速跟踪控制。此外,针对VSC-HVDC启动时需要限流和限压的要求,在启动前投入限流电阻,确保系统能够平稳快速的响应,系统达到稳态后切除限流电阻。最后,在PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所设计的控制器具有很好的调节性能。

三相光伏逆变器并网控制策略的研究

针对光伏逆变器转化效率低、控制技术落后等问题,采用一种改进的电导增量法与电流反馈控制和电网电压前馈补偿相结合的控制策略,来控制前级非隔离型DC/DC升压变换电路和并网逆变器的工作状态,减少并网电流中的谐波含量改善并网电能质量。建立了基于Matlab/Simulink的控制系统仿真模型,仿真结果表明,所提控制策略不仅能快速跟踪光伏阵列的最大功率点,而且能较好地改善逆变器输出电流波形。