计及采样扰动抑制的电压源逆变器三矢量无模型预测电流控制方法

针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用3个基本矢量,并根据价值函数计算矢量作用时间,降低了输出电流纹波;其次,通过建立不同矢量作用下的电流梯度方程组,实现电流梯度数据的实时更新,消除了停滞现象;再次,分析采样扰动对MFPCC的影响,采用扩张状态观测器估计采样扰动以补偿预测电流控制,抑制其对输出电流的影响。最后,通过仿真和实验,对所提方法的有效性进行了验证。

基于电流源和电压源的储能系统双模式控制策略研究

本文针对储能系统在电网辅助服务(调频)、差价套利、新能源发电功率管理等不同应用场景下的适应性问题,提出了一种基于电流源和电压源的双模式切换策略。该策略采用基于PI的电压和相位预同步补偿及虚拟阻抗软限流策略解决并网时可能造成的系统过流冲击。此外,通过对电压控制积分器进行复位和数据切换,实现了模式间的无缝切换;通过在Simulink仿真软件中搭建储能微网模型,对其在并网运行、离网运行、离并网转换、多机并联等典型工况进行了仿真验证。验证表明,该控制策略能够满足并离网要求,而且在多机并联时具备黑启动能力,启动完成后将自动转入并网运行。

基于扰动观测器的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法研究

传统的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法主要依赖前馈控制环路,虽然逆变器电流局部控制效果更佳,但很难满足前馈控制的需求。为此,设计了一种基于扰动观测器的电压源型逆变器负载电流前馈控制方法。该方法通过提取逆变器负载扰动电流的前馈特征,引入扰动电流作为前馈信号,将前馈点作为输出电压,得到了逆变器负载电流的动态变化规律。同时,基于扰动观测器控制电压源型逆变器的电流偏差量,将负载电流作为外部扰动信号来抑制非线性负载的干扰,以满足对负载电流的前馈控制需求。通过仿真实验验证了该方法具有较好的前馈控制效果。

不平衡电网下电流源型PWM整流器改进型无差拍控制

三相电流源型PWM整流器运行在电网电压不平衡情况下,引起直流侧及网侧电流存在大量低次谐波,势必对后级变换器供电稳定性、安全性等存在不利影响。针对该问题,首先建立整流器数学模型,推导出不平衡电网下直流侧电压和网侧电流表达式,揭示出系统直流侧和网侧电流产生低次谐波的机理。其次,根据瞬时功率理论设计内环电流参考指令,并利用无差拍控制实现网侧电流对参考电流的跟踪。然而传统无差拍控制存在延时问题,将影响网侧电流的跟随性能,造成电能质量下降。为解决该问题,提出了网侧电流内环改进型无差拍控制,利用两步预测法补偿系统延时。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,验证所提控制策略的正确性与有效性。结果表明,所提方法能有效抑制直流侧和网侧电流低次谐波,实现网侧电流正弦化和直流侧电压稳定输出。

基于重复控制的电压源型逆变器输出电流波形控制方法

该文将重复控制和状态反馈方法用于一种混合有源电力滤波器中的电压源型逆变器的输出电流波形控制,其中状态反馈环节保证了系统的稳定性,而重复控制环节提高了输出电流波形的跟踪精度。文中详细分析了控制器的设计思路和频率特性。实验结果表明采用该方法后,可以取消逆变器输出滤波器中的电阻元件,减小运行损耗,同时显著改善滤波效果,适合于高电压大电流场合的谐波治理。

孤立微电网中基于输出电压复合控制的电压源型并网逆变器谐波电流抑制策略

针对具有平衡谐波电压扰动的孤立水光互补微电网系统,根据叠加原理提出一种电压源并网逆变器并网谐波电流抑制策略。首先利用陷波器将网侧电压基频与谐波分量进行分离,利用下垂功率控制器对逆变器输出端基频电压分量进行下垂控制;同时逆变器电压电流内环采用基于旋转坐标系的比例积分与谐振混合控制器,在保证逆变器向电网注入基频电流的同时,提高逆变器控制环路对网侧电压谐波分量的跟踪能力,通过减少网侧与逆变器输出端谐波电压误差的方法,降低系统并网电流的谐波含量;最后仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。

电压源型逆变器三角载波电流控制新方法

该文分析了三角载波电流控制传统方法的频率特性和PI调节器中的积分系数取值对该频率特性的影响 ,如果用一阶惯性环节去近似地模拟逆变器的频率特性 ,则会有一定的误差。根据对给定扰动进行预先补偿的原理 ,在反馈控制的基础上 ,加了对给定扰动 (Vo 和逆变器的输出阻抗 )的补偿环节 ,提出了三角载波电流控制新方法。该方法充分发挥了前馈控制和反馈控制的优点 ,在跟踪性能方面要比传统控制方法优越。频域特性方面的分析结果和两个典型算例 (梯形波和有源滤波 )的计算结果都证实了这一结论。而且新控制方法由比例、微分和加法等基本环节构成 ,这些基本环节比较容易实现 。

电压源并网变换器有限控制集预测电流控制

为提高清洁能源电能转换效率和并网电能质量,对于电压源并网变换器,提出一种优化的模型预测电流控制策略。首先,在αβ坐标下建立控制模型,仅使用一次坐标变换,设计出无需脉冲宽度调制(PWM)和电流内环控制的有限控制集模型电流预测控制(FCS-MPCC)策略,控制灵活简单。其次,对代价函数进行优化设计,增加开关频率附加项并设计权重系数,实现降低开关频率。针对执行预测控制算法产生的延时,设计两步预测模型进行电流预测,实时更新开关状态。为验证控制策略性能,搭建实验平台。实验结果表明,所设计控制策略能够灵活调节输出功率因数,具有较高的输出电能质量且开关频率降低、并网性能良好。

矢量电流控制的电压源换流器式高压直流输电系统动态特性分析

通常在交流系统故障时,公共耦合点电压不仅幅值会发生变化,同时还伴随着相角跳变。基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,建立了电压源换流器式高压直流输电(voltage source converter-high voltage direct current transmission,VSC-HVDC)模型及电流矢量控制器(vector current controller,VCC)、双矢量电流控制器(dual vector current controller,DVCC)模型,分别就对称三相短路故障、不对称两相短路故障及不同相位跳变角情况进行仿真分析。研究了系统故障条件下,对VSC-HVDC分别采用VCC、DVCC时的系统动态特性。结果表明,DVCC能更好地抑制直流电压的2倍频振荡,但其动态特性比VCC差,且对相角跳变更敏感,可能会弱化VSC-HVDC应有的技术优势。

电流控制电压源逆变器驱动的感应电机逆解耦控制

在转子磁链坐标系下,以电流控制电压源逆变器供电驱动电机运行。通过在电流内环采用高增益控制器,感应电机模型中的2个定子电流分量可近似为定子参考电流,从而可忽略定子电流动态特性的影响,将以定子电压为控制量的感应电机四阶模型降阶成以定子电流为控制量的二阶模型。采用状态反馈线性化方法求得感应电机的逆系统,将多变量、非线性、强耦合的感应电机动态解耦成转速与转子磁链2个一阶子系统。在此基础上,设计一种积分比例(IP)控制器对解耦子系统进行闭环控制。电流内环采用滞环比较器,直接获得PWM信号,控制逆变器实现电流跟踪,从而使调速系统具有快速的动态响应性能。仿真结果验证所提控制方案的有效性和优越性。

用于医学电阻抗成象电压控制电流源

文中利用电流反馈型运算放大器AD844的内部特性,设计了两种电压控制电流源,实验测试表明该电路的在很宽的频率范围具有较高的输出阻抗。此外,对其相频特性进行了分析和比较,并对进一步提高其性能进行了探索。

一种0～250mA电压控制电流源的设计与应用

基于运算放大器原理,给出一种实用电压控制电流源电路。分析了输入电压与输出电流的对应关系。电路结构简单、线性度好、成本低、性能稳定。同时给出在矿山提升机系统中液压站上的应用实例。

开路电压为受控源控制量的回路电流法的分析与求解

回路电流法是常用的电路系统分析方法之一,但当电路有开路线,并且开路电压是受控源控制量时,无法利用传统的回路电流方程的标准形式正确求解这类电路.本文讨论并分析了这类问题,得出在不改变电路结构的情况下,只有把开路电压(即控制电压)当作电压源时,才能得出正确的结果,并且给出了这种情况下合理的解释.该解释扩展了用回路电流法的标准形式求解电路的应用范围,完善了回路电流法通用的求解形式.

Quasi-Z源逆变器电压电流双闭环控制系统研究

Quasi-Z源逆变器是在Z源逆变器的基础上提出来的新型电路拓扑结构,它除具有Z源逆变器的各种优点外,还降低了逆变器无源器件的电压电流额定值,而且使逆变器的输入电流变得连续,具有很好的应用前景。分析了Quasi-Z源逆变器的工作原理,建立了它的小信号模型,并设计了Quasi-Z源逆变器的电压电流双闭环控制系统。实现了对直流母线电压峰值的间接控制,能克服输入电压变化、负载变化等扰动的影响,使输出电压始终保持恒定,具有良好的动态性能和稳态性能。通过仿真验证了所建模型的准确性以及控制系统的有效性。

电阻抗成像系统中电压控制电流源的设计

在医用电阻抗层析成像(Electrical Impedance Tomography)系统中电压控制电流源的性能十分重要,大部分报道的电压控电流源电路在低频时有较高的输出阻抗但是在高频时性能大幅减弱。通过分析生物阻抗测量系统对电压控制电流源的需求,同时回顾一些已有的电压控制电流源电路,包括双运放负反馈电路、跨导运算放大器、AD844,设计了一种基于AD8610的电压控制电流源。并通过电路实验验证了此电压控制电流源的性能,同时提出了改进方案。该电压电流源不仅频率和幅值可控、精度高,而且有较高的输出阻抗。

电流控制电压源逆变器滞环控制的一种改进

本文提出了一种应用于电流控制电压源逆变器的新颖的电流滞环跟踪控制器。此控制器通过在滞环比较器中引入一个一阶内部反馈环节，实现对电流误差的比例加微分控制，以缩小逆变器开关频率变化范围和减少输出电流的纹波。应用于有源滤波器的仿真结果证实，该方法是有效的。

模拟电压控制电流源在谐波补偿上的应用研究

为了提高供电可靠性和电能质量,设计了一种新型的小功率谐波补偿系统,该系统以模拟电压控制电流源(VCCS)作为主变换电路,通过对DSP输出的谐波信号进行倒相放大变换后重新注入电网,以达到消除电网谐波的目的。首先对整个谐波补偿系统的结构原理做了简要论述,然后对VCCS的直流、交流和温度等特性进行了重点分析,最后应用Multisim和Matlab进行了实验。研究结果表明,该系统可有效克服电力滤波器中电力电子器件非线性工作的缺点,同时其强稳定性及优良的时频响应特性,使其在小功率用电器谐波抑制领域具有良好的应用前景。

新能源并网逆变器自同步电压源控制方法

针对并网模式下的主动支撑和电流控制等问题,提出一种新能源并网逆变器的自同步电压源控制方法。首先,基于系统有功和无功功率,采用具有自同步特性的频率和电压主动支撑控制方法。其次,采用基于PIR调节器的平衡电流控制,一方面调节新能源并网逆变器自同步电压源的内电势与电网电压之间的阻抗特性,另一方面提升电网不平衡和扰动条件下的电流控制能力。此外,提出了直流侧电压防崩溃控制策略,能够有效应用于光伏自同步电压源系统中,提高了光伏电池输出电压的稳定性。仿真与实验结果表明,所提方法兼顾了电网自同步特性和电流的控制能力,优化了三相不平衡和扰动下的电流质量,提高了新能源并网逆变器的整体性能。

基于电流控制电压源的并联三相变流器环流抑制控制方法

三相变流器并联运行能提高系统可靠性和传输容量,然而并联结构为环流提供了流通路径,可能导致供电质量降低,运行损耗增加,为此必须采取措施抑制环流。本文以变流器作为电流控制电压源,通过增加环路等值阻抗的方法抑制环流。经分析可知,变流器输出电压不对称及线路参数不对称引起的零序环流和谐波环流流经相同的路径,采集并联变流器系统环流,经转移阻抗计算得到输出电压,并与正常运行时的控制系统输出电压叠加,环流回路相当于增加了该转移阻抗。仿真结果表明,采用该方法且转移阻抗选择纯电阻时,零序环流和谐波环流均能进行有效抑制。

电流源-电压源变流器混合并联独立供电系统的分布式功率控制

针对电流源型变流器和电压源型变流器共同支撑的混合型独立微电网,提出了一种适用于电流源-电压源变流器混合系统支撑独立微电网功率控制的新型下垂控制策略。其中,电压源型变流器仍采用传统的P-f、Q-V下垂控制,而电流源型变流器通过虚拟电流矢量在电压定向轴方向的投影来模拟有功电流的大小;无功电流是基于电压源无功下垂控制的对偶性,结合dq轴物理量之间的耦合特性,通过d轴电压计算得到,在不需要检测无功功率的基础上实现了无功功率的分布式控制。电流源仅通过电流环路便可实现和电压源之间合理的功率分配。通过建立小信号模型,对系统的稳定性进行了分析。最后,通过仿真验证了所提控制策略和参数设计的有效性。