适用于非线性负载的逆变器多电压谐波控制策略

针对非线性负载下逆变器输出电压质量差、动态性能不足的问题,在传统双环控制的基础上提出了多电压谐波控制策略。首先,揭示了双环控制三相四线制逆变器非线性负载下输出电压畸变的机理,并分析了逆变输出电压谐波分布的特点。其次,对每相逆变器提出在各低次电压谐波频率的同步坐标系下实现谐波抑制的多电压谐波控制方法,根据不同电压谐波的特点提出基于解耦双同步坐标系的3次电压谐波dq分量构造以及解耦多同步坐标系的5、7次电压谐波dq分量构造的方法,以消除各dq轴信号的交流成分,提高电压谐波控制的性能。进而,在静止坐标系下建立各电压谐波控制环路统一数学模型,阐述了多电压谐波控制器参数的设计方法,并讨论了所提逆变器控制系统的输出阻抗特性和鲁棒性。最后,搭建200 kVA的T形三电平逆变器平台,用实验验证所提多电压谐波控制策略的正确性和有效性。

基于线性自抗扰控制的微网逆变器时-频电压控制策略

微网是一个非线性、强耦合、多约束、负载扰动大的系统,传统比例-积分(PI)双环控制已经无法满足需求,自抗扰技术通过补偿扰动可使微网逆变控制系统的性能显著改善。据此,文中提出了基于线性自抗扰控制(LADRC)的微网逆变器时-频电压控制策略。为了提高微网逆变器的抗扰性能和动态性能,在时域上,设计和分析了dq轴解耦环节、带电容电流反馈的降维扩张状态观测器以及线性状态误差反馈控制律;为了提高微网逆变器在各谐波频率处的跟踪精度和抗扰性能,分析了时域LADRC系统的频率响应特性,并据此设计和分析了频域上的实部/虚部解耦环节和时-频域LADRC策略。最后,针对工作在孤岛模式下的微网逆变器,对所提策略进行了实验验证。实验结果表明,与PI双环控制对比,基于LADRC的微网逆变器时-频电压控制策略具有更好的解耦、抗扰、动态性能,并能精确控制谐波电压以达到抑制谐波的效果。

单相并联混合有源电力滤波器控制策略的研究

本文首先提出了单相并联混合有源滤波器(HAPF)的拓扑结构及其工作原理,在此基础上,从HAPF的谐波电压控制与基波电压控制两方面分别进行了详细的分析。HAPF的谐波电压可以受控于系统谐波电流、负载谐波电流、滤波支路谐波电流、负载谐波电压或它们的组合,本文对不同的控制策略进行比较,最后得出理想滤波控制策略。所得的结论可以为并联混合有源滤波器在复杂工况下基本控制策略的最优选择提供有效的指导,确保滤波装置的安全有效运行。

非隔离单相半桥UPQC直流纹波分析及其影响抑制

非隔离单相半桥统一电能质量调节器(UPQC)两侧变换器的脉动功率差将在直流电容及分电容上产生复杂的多倍频电压纹波,各次电压纹波会对串联侧变换器的补偿电压有不同的影响,降低串联侧变换器的补偿效果。为了抑制直流电压纹波影响,利用等效电容电流模型计算直流电容电压表达式,分析直流纹波及非线性负载对补偿电压的影响路径,并仿真验证其正确性。针对分电容电压纹波和非线性负载对电压补偿效果的影响,提出一种抑制多倍频纹波影响的补偿电压特定次谐波控制策略。最后,基于SiC器件建立了非隔离单相半桥UPQC实验平台进行实验验证,实验结果表明在非线性工况下,所提控制策略将补偿电压THD从12.2%降低至2.4%,相比于传统控制可以减少约70%的直流电容需求。

A novel control scheme for simultaneous elimination of imbalance, disturbance and voltage harmonic in power systems

In recent years, the increasing application of nonlinear and unbalanced electronic equipment and large single phase loads have made voltage imbalance a serious problem in power distribution systems. A novel approach has been proposed to eliminate voltage imbalance and disturbances. The main strategy of this scheme is based on series active filter. By improving control circuit toward existing schemes and proposing a new strategy to control the voltage amplitude, simultaneous elimination of voltage imbalance, faults, voltage harmonics and also compensation of voltage drop in transmission lines become possible. Eventually, the voltage on the load side is a perfectly balanced three phase voltage with specific proper amplitude. The proposed scheme has been simulated in a test network and the results show high capability of this scheme for the complete elimination of imbalance without phase shift.