并联型有源电力滤波器双闭环控制策略研究

分析了并联型有源电力滤波器控制器双闭环控制策略的实现原理:针对PI控制不能无静差地跟踪交流信号、重复控制动态响应速度较慢的问题,提出了电流内环采用基于重复控制和PI控制的复合控制策略,该策略利用重复控制改善并联型有源电力滤波器控制系统的稳态跟踪性能,利用PI控制改善并联型有源电力滤波器控制系统的动态特性;针对PI控制较难确定并联型有源电力滤波器控制系统的传递函数、不能在线整定PI参数的问题,电压外环采用模糊PID控制策略控制直流侧电压。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的正确性和可行性。

超级电容储能系统中双向DC-DC变换器控制策略研究

城市轨道交通站间距较短、运行密度大,列车需要频繁的启动和制动,列车在启动时需要大量能量,导致直流牵引网电压下降;列车在再生制动时产生大量能量,导致直流牵引网电压升高,严重时还会使再生制动失效。针对这一问题,提出将双向DC-DC变换器应用于超级电容储能系统中,并设计了电压外环、电流内环的双PI控制策略。利用Matlab/Simulink搭建了双向DC-DC变换器和超级电容储能系统的仿真模型,分析了双向DC-DC变换器在Buck模式、Boost模式下的运行情况以及电压外环、电流内环的双PI控制策略的控制效果。仿真结果验证了双向DC-DC变换器能够实现能量的双向传输和控制策略的有效性。

基于改进型电流控制策略的单相并网逆变装置研究

单相并网逆变装置的性能主要取决于其控制技术,传统的并网电流瞬时值单环PI控制虽然能够获得快速的动态性能,但不能保证输出电流幅值的精度且系统会受电网电压影响。针对以上问题,本文提出了并网电流平均值外环和瞬时值内环的双环控制策略,提高了系统的精度,并在内环加入电网电压前馈环节,消除了电网电压的干扰。通过仿真实验和样机对比实验证明了所提方案的有效性。

一种电压发生器的双闭环控制系统研究

基于一种用来模拟电网电压幅值、频率波动的三相电压发生器拓扑,根据其拓扑结构原理和控制系统的设计,提出了一种新型的双闭环控制系统方法(电压外环、电流内环配合电压前馈的控制策略)。最后,通过MATLAB/Simulink仿真和试验,验证了该控制策略的有效性。

三相PWM整流器双闭环PI调节器的新型设计

通过分析三相脉宽调制(PWM)整流器在d-q旋转坐标系下的数学模型,设计了具有前馈解耦控制的PWM整流器双闭环控制系统。根据系统对电流内环的控制要求设计电流比例积分(PI)调节器,提出按闭环幅频特性峰值(Mr)最小准则来确定调节器参数的方法;根据系统对电压外环的控制要求,采用模最佳整定法来设计电压PI调节器。最后对整个PWM整流器双闭环控制系统进行仿真,仿真结果验证了PI调节器设计的正确性。

带观测器的单相逆变器数字双环控制器设计及分析

为了获得具有带宽高、动态响应快、输出电压谐波少、适应非线性负载强等特点的高性能单相逆变器,设计了带观测器的单相逆变器数字电压外环电流内环控制器,通过MATLAB仿真,结果表明该控制系统具有良好的稳态和动态特性,且在带非线性负载时总谐波失真非常小,从而得出基于观测器的数字电压外环电流内环控制器可以设计出高性能的单相逆变器。

基于双闭环控制的三相三电平PWM整流器研究

针对三相三电平PWM整流器具有输出谐波少、电流畸变率小、适合向高压和大容量方向发展的特点,提出了一种基于双闭环控制的三相三电平PWM整流器的设计方案;分析了该整流器主电路原理及其数学模型的建立,详细介绍了电压外环和电流内环双闭环控制策略、中点电压平衡控制策略的实现。Matlab/Simulink仿真结果表明,该整流器具有良好的动态和稳态性能。

Boost型APFC电路的双闭环控制研究

电力电子装置的使用导致电网中引入了大量的谐波,影响供电质量。有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,APFC)技术是抑制谐波电流、提高功率因数的有效方法。以单相Boost型APFC电路为研究对象,介绍了其工作原理,并建立了小信号模型。采用电压外环电流内环的双闭环控制,电压外环用于稳定输出电压,电流内环用于控制Boost电路的占空比,使得Boost电路输入侧电流与电压同相,实现网侧功率因数的提高。最后在MATLAB中搭建了单相Boost型APFC电路的仿真模型,仿真结果验证了控制方法的有效性。

三相VSR及其控制策略仿真研究

PWM整流器由全控型器件构成,能够使输入电流正弦化,使功率因数接近于1,并且还可实现能量双向流通,其中电压型PWM整流器(简称VSR)结构简单、损耗低、控制方便,成为PWM整流器研究的重点。分析了PWM整流器的控制策略,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件设计了电压型PWM整流器,实现了交流侧接近单位功率因数和直流侧的电压稳定。

单相电压源整流器直接储能控制的研究

单相电压源整流器(VSR)可以采用经过改造的三相电压源整流器和单相有源功率因数校正器的控制策略,在固态变压器(SST)、单相有源电力滤波器(APF)等领域具有广泛的应用价值。提出一种直接控制单相VSR的输出电解电容直流电压平方和网侧电感电流平方的双闭环控制策略,即直接控制无源器件储能,对采用上述直接储能控制的单相VSR进行了理论分析、基于MATLAB/Simulink仿真分析和实验验证,获得了满意的动态和静态特性。

三相电压型PWM整流器控制方法的研究

本文首先介绍了三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构,并分别建立了VSR三相静止坐标系下的数学模型和两相旋转坐标系的数学模型。根据上述理论分析,结合电网电压定向的矢量控制思想,提出一种VSR电压外环电流内环的双通道闭环控制结构。有功功率通道的主要作用是控制直流侧输出电压恒定;无功功率通道的主要作用是控制网侧输入电压和电流同相位,即实现单位功率因数运行。为了验证有功功率通道电压外环的必要性,建立无电压外环的对比控制模型;并通过对无功电流分量给定值的改变,验证无功功率通道对功率因数的调节作用。Matlab/Simulink环境下针对以上假设建立仿真模型,仿真结果证明了加入电压外环的必要性和无功电流分量对功率因数的调节作用。即证明了三相电压型PWM整流器电压外环电流内环的双通道双闭环控制策略的正确性。

分布式光伏电压型逆变器控制系统的研究

光伏发电系统的核心是三相电压型逆变器,通过对两相同步旋转坐标系下的数学模型的研究分析,提出了电压电流的双环控制方法,综合分析d-q坐标下电流电压的耦合和解耦关系,精确选择PI调节器系统参数,提高系统的动态及快速跟随能力,利用Matlab搭建光伏发电系统模型并进行仿真验证。采用电压电流双闭环逆变器控制模型,在多种运行方式下,光伏发电系统均能输出三相平衡电压。

PWM整流器系统双向运行前馈解耦控制

由于传统前馈解耦控制方法电压外环模型复杂,导致解耦控制时间较长,研究PWM整流器系统双向运行前馈解耦控制的新方法。利用分量输入电压解耦dp坐标系,采用合并小时间常数和转换PI调节器的形式,实现电流内环的设计,通过简化直流侧电流的原始算法得到新的算法,构建电压外环解耦控制模型。经过实验发现,单相PWM整流器中的本文方法的解耦控制时间平均为0.298s,传统方法平均为0.899s,在三相PWM整流器中本文方法的解耦控制时间平均为0.424s,传统方法平均为1.04s,本文设计的PWM整流器系统双向运行前馈解耦控制方法更快。

支持相位补偿的虚拟同步发电机瞬间冲击电流控制

为减小瞬间冲击电流,提高稳定性,研究支持相位补偿的虚拟同步发电机瞬间冲击电流控制方法。通过设计双闭环控制器,降低瞬间冲击电流对虚拟同步发电机的影响;其中,利用电流谐振内环控制器,抑制瞬间冲击电流,以直接补偿电流谐振内环控制器参考相位角的方式,提升瞬间冲击电流控制效果;通过有功-频率控制方程与无功-电压控制方程,设计电压外环控制器,用于确保虚拟同步发电机时与电网电压保持同步,进一步抑制瞬间冲击电流。实验证明:该方法可有效补偿电流谐振内环控制器参考相位角;该方法可有效控制虚拟同步发电机瞬间冲击电流,经过控制后,虚拟同步发电机的有功、无功功率可以精准跟踪指令值变化,且受到的冲击较小;同时,可以有效降低电压波动幅度,提升稳定性。

基于DSP的三相PWM整流PI调节器设计

通过分析三相脉宽调制(PWM)整流器在a-b-c及d-q旋转坐标系下的数学模型,设计了具有前馈解耦控制的PWM整流器双闭环控制系统。根据系统对电流内环及电压外环的控制要求设计了电流比例积分(PI)调节器及电压PI调节器。最后对整个PWM整流器双闭环控制系统进行仿真,并采用以DSP为核心构建PWM整流器控制系统,仿真和实验结果验证了PI调节器设计的正确性。

两种PWM控制算法的比较研究

PWM流系统具有网侧电流谐波含量低、功率因数高、能量双向流动和直流电压稳定等优点,详细分析了双闭环直接电流控制和直接功率控制的算法基本原理,并对这两种控制算法的控制结构以及参数选择进行了深入的比较研究,最后利用Matlab软件对这两种控制算法进行了仿真,从仿真结果可以看出直接功率控制在整流控制系统启动和负载突变等方面均优于双闭环直接电流控制。