基于LCL滤波器的电压源型PWM整流器控制策略综述

三相电压源型PWM整流器交流侧每相通过LCL滤波器代替单电感滤波器接入电网,可以由较小的电感电容达到较好的滤波效果。但是电容支路的引入,将使传统的控制策略很难达到优良的控制效果。本文以三相电压源型PWM整流器为例给出了LCL滤波器的数学模型,并对基于LCL滤波器三相电压源型PWM整流器的直接功率控制、三闭环控制和无差拍控制的控制策略进行分析和比较。最后,展望了基于LCL滤波器的PWM整流器控制策略的研究热点和研究方向。

三相电压源型PWM整流器不平衡控制策略研究

主要研究了PWM整流器在电网电压不平衡时的数学模型和基于该数学模型的控制策略。首先,分析了PWM整流器在不平衡时用正序电动势、负序电动势和零序电动势描述的数学模型。然后,利用网侧功率平衡原理设计了电流指令计算方法。基于这种方法,设计了正负序电流独立控制的功率平衡控制策略。正负序电流独立控制最后将正负序电压信号合成为一个电压信号。通过仿真,进一步验证了该方法是可行的。

电压源型PWM整流器直流母线电压的消抖方法

直流母线电压的稳定性是PWM整流器的一个重要指标。在电网电压不平衡且(或)含有低次电力谐波时,传统的控制方法不能消除直流母线电压的抖动。为解决这一问题,首先深入分析了电网电压不平衡且含有5次、7次谐波分量对电压源型PWM整流器的直流母线电压稳定性的影响;进而提出了一种基于比例积分-谐振(PI-R)的控制策略,并详细分析了电流控制指令计算和PI-R控制器的设计方案。1 MW PWM整流器的仿真结果表明,所提出的控制策略能显著抑制直流母线电压的波动,并提高系统的安全运行性能。

三相电压源型PWM整流器非线性L_2增益控制

为降低模型参数分散和外部干扰对PWM整流器稳定控制的影响,解决非仿射结构带来的控制困难的问题,提出基于功率量测与扩展虚拟控制函数相结合的电压源型PWM整流器非线性L_2增益控制方法。仿真结果表明:当输入电压幅值变化为1.5倍时,采用该控制方法后,可将传统的比例积分控制实现的整流输出电压稳定时间由0.15 s减小为0.10 s,并且交流输入交轴电流的谐波含量由原来的2 A减小至0.2 A之内。物理测试结果进一步验证所提方法的正确性,对于提高PWM整流器动态稳定控制能力具有一定参考意义。

电压型PWM整流器电流空间矢量控制研究

针对如何提高电压源型三相PWM整流器交流侧电流的控制速度问题,本文提出了控制和调制相结合的两种控制策略,即电流的空间矢量滞环控制策略和优化的电流空间矢量控制策略。本文分别对这两种控制策略进行了仿真,仿真结果验证了两种策略的有效性。

基于H∞和L2干扰抑制的PWM整流器双闭环控制

为了解决模型不确定和外部干扰对PWM整流器稳定控制的影响,提出了基于H_∞和非线性L_2干扰抑制控制的双闭环控制方法。电压外环以电压偏差和功率偏差构建布鲁诺夫斯基标准型,基于目标全息控制方法,得出了线性最优控制解。电流内环采用非线性L_2增益控制方式,有效抑制了由模型参数不确定和外部干扰对大范围运行稳定性的影响。仿真验证和实验结果表明:相对于传统的比例积分控制方法,新的控制方法可以明显加快整流输出电压的稳定速度和单位功率因数的电流跟踪能力,对于提高PWM整流器动态稳定控制能力具有重要意义。