基于相坐标系的配电网三相不对称解耦状态估计算法

提出了一种基于相坐标系的配电网三相不对称解耦的状态估计算法。在等效电流量测变换法的基础上,针对配电系统线路参数不对称的特点,引入三相不对称潮流计算中的解耦-补偿电流模型,在相坐标下将三相不对称状态估计方程完全解耦;同时引入旋转变换使每一相的雅可比矩阵和信息矩阵实虚部严格解耦,进一步降低了问题的求解规模。最后提供算例将所提出的方法与等效电流量测变换法进行了比较,结果表明所提出的方法精度较高,具有工程应用的前景和价值。

两相静止坐标系下并网逆变器的重复控制策略

采用LCL型滤波器的三相PWM并网逆变器在同步旋转坐标系下的数学模型存在耦合项,另外当并网电压不平衡或含低次谐波时,输出电流波形会产生畸变。针对以上问题,提出一种两相静止坐标系下的电流重复控制方法。该方法不需要进行Park变换和解耦计算,可有效降低逆变器并网电流的总谐波畸变。详细给出了重复控制器的参数设计方法,同时考虑了LCL滤波器硬件参数和系统延迟的影响。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。

两相静止坐标系下的永磁同步电动机模型预测功率控制

为避免转子位置角检测误差给永磁同步电动机调速系统带来的不利影响,提高系统的可靠性,提出一种等价于id=0的永磁同步电动机模型预测功率控制方法。该方法通过建立两相静止坐标系下的电机增量模型,使用枚举法对基本电压矢量作用下的电流进行预测,利用采样得到的电压及电流估计反电动势和转子侧瞬时功率值,然后通过功率价值函数选择最优电压矢量。所提方法无需使用高分辨率位置传感器检测转子位置角进行旋转坐标解耦变换,可降低系统的复杂度。电机增量模型无需使用永磁体磁链参数预测电流,降低了算法对电机参数变化的敏感度。实验对比了所提控制方法与直接功率控制的稳态功率波动、转矩波动和暂态响应速度等指标,证明了所提方法的有效性。

基于Goertzel滤波器的两相静止坐标系下的增强型锁相环

提出一种两相静止坐标系下的增强型锁相环(TPSF-EPLL),用于三相电网的同步信息的检测。基于最小成本函数法推导了TPSF-EPLL的微分方程,获得了频率环和幅值环输入信号的系数矩阵表达式。通过局部线性化方法建立了TPSF-EPLL的传递函数并进行了稳定性分析和参数设计。为消除三相电网不平衡和谐波对锁相环性能的影响,在频率环和幅值环的输入侧加入Goertzel滤波器,给出了所提出的TPSF-EPLL的总体方案。所提出的TPSF-EPLL无需同步旋转坐标变换,在两相坐标系下进行运算即可同时获得输入信号的幅值、频率和相角信息,计算量大幅减少。实验结果验证了所提出TPSF-EPLL的正确性和优越性。

基于s函数的异步电动机在两相静止坐标系下的仿真建模

根据异步电动机在两相静止坐标系下的数学模型,用MATLAB/Simulink中的s函数对该模型进行了仿真,给出了关键部分的代码,在负载情况下对数学模型进行了仿真分析.仿真结果表明,此模型简单、精度高,对理解异步电动机在两相静止坐标系下的电磁和机械过程提供了思路.

一种改进型两相静止坐标系增强型锁相环

电网电压中的谐波、不平衡以及直流偏移会在传统两相静止坐标系增强型锁相环(αβ-EPLL)所检测的电网基波电压幅值、频率和相角中产生周期波动,尤其是直流偏移会产生基波频率的周期波动,难以使用低通滤波器直接滤除。提出一种改进的αβ-EPLL结构,在两相信号输入侧引入直流偏移积分器以消除输入直流偏移,在幅值检测环和频率检测环中分别引入延时信号滤波器以消除输入谐波和不平衡的影响。详细的理论分析和实验结果验证了所提出的改进αβ-EPLL的正确性和可行性。

两相静止坐标系下并网逆变器的自抗扰控制

针对三相并网逆变器入网电流控制中存在的电网不确定扰动、系统在dq坐标系下存在耦合以及传统控制器设计依赖精确数学模型等问题,提出了一种基于两相静止坐标系下的线性自抗扰控制(LADRC)策略,以T型三电平LCL并网逆变器为被控对象,设计了三阶线性自抗扰控制器。通过系统的等效传递函数,详细分析了逆变系统的稳定性以及抗扰性,并通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。结果表明,所设计的控制策略能够提高T型三电平LCL并网逆变器的稳定性和抗扰性,实现了对入网电流的良好控制,其总谐波失真控制在2.2%。同时采用的“带宽化”参数整定方法,物理意义明确,参数调节简便,具有较高的工程应用价值。

基于两相静止坐标系的MMC-HVDC系统稳态控制策略

控制系统对于柔性直流输电系统的运行性能起着至关重要的作用,因此对控制策略的研究有着重要的意义。推导了基于两相静止坐标系的模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct currenttransmission,MMC-HVDC)系统的数学模型,再结合比例谐振(proportional resonant,PR)控制器的特性,提出了基于两相静止坐标系的MMC-HVDC系统稳态控制策略。该策略避免了两相旋转坐标系中的电流交叉耦合项,不需要前馈解耦,整个控制系统更加简单。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中对上述控制策略进行仿真研究,仿真结果验证了所提策略的正确性与有效性。

两相静止坐标系下有功功率的异步电机转子故障诊断

提出一种利用两相静止坐标系下瞬时有功功率诊断转子断条的方法。理论和试验共同证明,断条故障时,定子电流故障边频部分在两相静止坐标轴上有功功率pα、pβ中产生特征故障频率fb(fb=2sf1),此特征故障频率避免故障边频易被基频淹没的缺点,且幅值较大,易被诊断辨识。在故障早期,特征故障频率fb的幅值较明显,表明此法对电机断条故障早期在线监测的能力。试验频谱图表明,随着转子断条数量的增加,pα、pβ中特征故障频率的幅值也在增加,与实际情况相吻合,有利于故障程度的量化和电机故障诊断系统的建立。

基于两相静止坐标系下的三相光伏并网控制研究

传统的PI控制可以实现直流信号的无差调节，但却无法实现正弦信号的无差控制。本文采用在两相静止坐标系下的比例谐振（PR）控制器策略。该控制策略省去了复杂的旋转坐标变换和解耦控制，可以实现对正弦信号的无差调节，使得控制器的设计变得简单。通过仿真对比发现，PR控制能很好的实现单位功率因数的并网控制，且能方便的实现各次谐波的补偿。并相比于PI控制，并网电流总谐波畸变量有所减少，并网功率因数有所提高。

两种高频信号注入法与坐标系结合的无位置传感器运行研究

基于空间凸极效应的原理,讨论了采用旋转高频电流信号注入到估计的同步旋转坐标系,以及脉振高频电流信号注入到两相静止坐标系中,在永磁同步电机(PMSM)无位置传感器运行控制中的应用。分别给出了两种新结合的高频注入方法的转子位置估计数学模型,指出了获取转子空间位置的解调方法,并应用这两种新结合的高频电流信号注入方法,建立了PMSM无位置传感器矢量控制系统的仿真模型,并进行了仿真比较。仿真结果表明,采用脉振高频电流信号注入与两相静止坐标系结合的方法,具有易于实现的系统控制结构和更优的转子位置估计性能。

用照相法确定空间物体的位置

根据研究物体本身形态及其运动状态的需要，从摄影原理出发，对同一空间物点，通过两次照相，详细地研究了空间物点的各空间直角坐标与照相机焦距、拍照平移距离及两次拍照的相坐标差之间的关系，从而导出了物点的空间直角坐标公式及空间物点到测点的距离公式；同时应用空间解析几何基本理论。

一种简易的三相软件锁相方法

对于PWM整流器,要求软件锁相环能准确、快速地检测出电网的基波频率和相位信息。不同于基于PI调节的软件锁相,文章提出了一种简易的基于静止二相坐标系的软件锁相方法,该方法具有动态响应速度快、稳态性能好的优点;同时介绍了电网频率的计算方法,实验结果验证了理论分析的正确性。

PWM整流器无锁相环不平衡控制策略研究

电网电压不平衡时,基于同步旋转坐标系的传统控制策略从六个功率分量中选取四个分量计算指令电流,导致剩余两个功率分量不受控。针对此问题,在两相静止坐标系下建立了基于扩展无功功率理论的瞬时功率模型,该模型利用四个功率分量计算四个静止坐标系下的指令电流,同时控制有功和无功功率的平均值及二次波动量。该方法省去了Park变换和锁相环,降低了系统的复杂程度,提高了系统的动态响应速度。以三相电压型PWM整流器为控制对象,进行了仿真和实验验证,结果表明所提出的方法能够抑制直流侧电压的二次波动并实现单位功率因数运行。

三相电网正负序观测器技术

快速准确地获取电网基波正、负序分量及各次谐波分量,对并网变流器在电网非理想工况下的控制具有重要意义.为此,提出一种能够快速精确的提取电网基波正序、负序及各次谐波分量的正负序观测器技术.采用现代控制理论的状态观测方法,观测器在两相静止坐标系下实现,包含基波和各次谐波子观测器,能区分正、负序信号,可直接提取,无需额外正负序分离,不需要进行实时三角函数运算,易于数字实现.仿真和实验结果表明,文中提出的方法能够在电网不对称与存在谐波干扰的情况下准确提取出基波及各次谐波正负序分量,并且具有良好的动态性能.

不平衡电网下基于功率解耦的PWM整流器控制策略研究

当三相输入电压不平衡时,在静止坐标系下进行分析,一般都忽略了电流的解耦,应用传统比例谐振控制器时存在一个问题,即有功功率与无功功率的耦合严重。针对不平衡电网工况下PWM整流器有功及无功功率严重耦合的问题,研究了一种能实现功率解耦的电流控制器,在该控制器基础上采用电压二次方外环来提升直流侧电压响应的速度。在满足电流稳态误差,系统相位裕度和幅值裕度等各约束条件下,设计该控制器的参数,并选择合适的闭环控制参数,建立了一套较系统完整的控制器参数设计流程。最后,基于仿真软件Matlab/Simulink设计了一套能实现功率解耦的PWM整流器的仿真模型,仿真结果验证了所设计的功率解耦控制器控制效果的有效性。

基于准比例—谐振控制的MMC-HVDC环流抑制策略

模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统三相桥臂之间存在的环流分量,直接影响系统工作特性,增加系统损耗。根据桥臂电流中含有二倍频分量的特性,构建了两相静止坐标系下模块化多电平换流器(MMC)的环流数学模型。为实现正弦输入的无差跟踪,设计了准比例—谐振(PR)控制器实现框图,并基于准PR控制器设计了环流抑制控制策略。相对于旋转坐标系下的环流抑制控制器,所提控制策略无须引入耦合便可实现解耦控制,减小了参数调节工作量,同时无须进行旋转坐标变换,减小了延时,提高了响应速度。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,验证了基于准PR控制的环流抑制策略的有效性。

并网光伏逆变器无功控制策略

并网光伏系统应具备无功功率独立控制能力。分析逆变器发出无功功率最大容量的约束条件,基于两相静止坐标系建立光伏并网系统有功功率、无功功率的控制策略框图。采用基于并网点电压幅值的Q(U)无功功率控制策略,光伏逆变器根据其并网点电压幅值独立调节无功功率输出,抑制并网点电压越限。最后,以Matlab/Simulink仿真和RT-LAB实验验证了理论分析的正确性。

无电压传感器的准直接功率并网变流器控制方法

针对传统基于虚拟电机磁链的无电压传感器方法电压波动较大问题,结合二阶广义积分原理与占空比信号提出一种电压观测器以代替电压传感器获取更加精准的网侧电压信息。依据瞬时功率理论,在两相静止坐标系下,采用基于PQ开环的准直接功率电压定向控制策略,实现了并网变流器的四象限工作状态运行,电流内环采用比例谐振控制器保证指令电流快速无差跟踪。对比分析网侧电压信号谐波畸变率,实验波形表明:所提方法不需要电压传感器与电流解耦控制环节,且谐波含量低,可获得较传统方法更准确的网侧电压信号,提高了系统运行的稳定性与可靠性。

基于PR调节器的PWM整流器VFOC控制

研究了两相静止坐标系下三相电压源型PWM整流器虚拟磁链定向(VFOC)控制策略。采用虚拟磁链观测器得到坐标变换中的角度信息,无需电网电压传感器。电流环的控制采用比例谐振调节器(PR)取代传统的PI调节器。该调节器能够抑制低次谐波和开关频率附近的高次谐波,实现电流在两相静止坐标系下的稳态无静差跟踪控制,不需要前馈解耦,简化控制系统设计。搭建了以TMS320F2812DSP为控制核心的实验装置,仿真和试验结果证明了该方法的可行性。