新型的MMR电流内环控制策略研究

针对模块化多电平整流器(MMR)传统双闭环控制策略中电流内环设计复杂及需要复杂的环流抑制算法的问题,提出了一种新的电流内环控制策略。该方法实现简单,且能有效实现子模块电容电压稳定、抑制环流及控制直流母线电压的控制目标。同时推导了系统的传递函数,并基于此得到了电压外环的参数整定方法。通过实验验证了所提电流内环控制策略的有效性。

车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法

研究车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法,以获得更稳定的输出电压,满足车载电源需求。分析燃料电池输出特性,揭示燃料电池输出电压、电流关系,将其作为依据并结合汽车动力系统结构,设计二次型Boost变换器,在分析其主电路结构以及工作原理的前提下,提出基于输入电压前馈的全状态双环控制策略,电流内环控制通过比较实际输出电流和期望输出电流的差值调节开关操作,以完成负载变化时燃料电池输出电流控制;电压外环控制器根据输出电压和期望电压值之间的差异调整开关状态,实现对燃料电池输出电压控制。实验结果表明:该方法可实现直流变换器控制,控制后的输出电压波形稳定、电压纹波较小、超调量低、控制效率高。

基于改进卡尔曼滤波器的LCL逆变器电流控制

在对现有逆变器电流环控制策略进行总结基础上,提出在正交坐标系中将卡尔曼滤波器内核嵌入逆变器电流环PI控制器内,从而构成无静差的正弦信号控制器。并对卡尔曼滤波器内核进行改进,将逆变器跟踪误差信号以前馈形式引入到预报误差方差阵中,以提高电流控制器的响应速度。LCL逆变器仿真实验结果验证了所提电流控制方法,具有良好的响应速度和跟踪精度。

电网不对称故障下VSC-HVDC控制策略研究

针对电压源型换流器的直流输电系统(VSC-HVDC)交流侧发生单相接地故障这一现象,通过d-q坐标变换推导了VSC-HVDC暂态正负序数学模型。针对电网正序分量在负序同步旋转坐标系(SRF)中表现为二倍频分量,与负序分量在正序SRF中表现为二倍频分量这一情况,提出基于积分方法,通过线性组合来进行消除。控制策略为外环采用抑制负序电流控制策略和抑制直流电压波动控制策略,内环则是基于反步法的双序SRF的双电流内环控制策略。这样不仅可以对正负序分量进行独立控制,而且可以对不对称故障产生的影响进行二次消除。在Matlab/Simulink环境下,对VSC-HVDC系统受端发生单相接地故障进行实验,结果表明所提控制策略的有效性。

电网不平衡下模块化多电平整流器控制策略

为解决目前电网不平衡下模块化多电平整流器存在负序电流以及电压二次谐波影响系统稳定性的问题,在传统单一正序电流内环控制方法存在有功功率扰动大、整流器直流侧电压存在二次谐波问题的基础上,提出了一种基于信号延时法和双电流内环控制结合的控制策略。该策略以电流指令算法为基础,对电流的正、负序分量进行分离并计算,采用PI调节器,实现对正、负序电流的无静差控制,也可以有效降低有功功率p(ωt)的扰动,有效抑制整流器直流侧电压的二次谐波。仿真实验结果表明,该控制策略具有较好的抑制效果。

单相有源功率因数校正器直接储能控制的研究

对于传统的单相有源功率因数校正器(APFC),一般采用电压外环、电流内环的双闭环控制结构,直接控制输出电容电压和中间电感电流,能够获得良好的控制效果。将直接控制电容电压和电感电流的控制策略引申为直接控制电容电压平方和电感电流平方,即无源器件的直接储能控制,对传统有桥结构的单相APFC进行理论分析、仿真分析和试验验证。结果表明,通过直接控制电容电压平方和电感电流平方,单相APFC能够获得满意的动态和静态特性。该方法可以推广应用到包含有控制电容电压和电感电流的其他类型电力电子变换器。

井下柔性直流输电系统换流站设计

针对煤矿井下供电负荷、供电距离、供电系统有功损耗均较大,且负载侧存在电压偏低和闪变等问题的现状,将基于模块化多电平换流站的柔性直流输电(MMC-HVDC)系统应用到井下供电系统,重点介绍了该系统中换流站(MMC)的拓扑结构、数学模型、参数及控制器设计等。井下MMC-HVDC系统包含整流站和逆变站2个MMC,整流站采用快速电流内环控制和定直流电压、定无功功率外环控制的双闭环控制结构,逆变站采用定交流电压控制;MMC均采用载波移相脉宽调制和基于能量均分控制、电压平衡控制的均压策略。在PSCAD/EMTDC软件中对井下MMC-HVDC系统进行仿真实验,结果表明:井下MMC-HVDC系统在稳态运行时具有良好的动态响应,实现了有功和无功功率独立控制,提高了直流输电效率;系统受到因井下负荷变化引起的扰动时可以较快的速度调节有功和无功功率,快速稳定直流输电电压,同时将逆变站输出电压幅值和相位稳定在额定值。