高压级联SVG电流PR控制策略

对SVG在出现无功阶跃扰动时的补偿控制进行深入研究。SVG在无功功率调节时,如果出现阶跃扰动,无功功率的调节会直接影响有功功率的调节,这是因为传统的旋转坐标系控制方法对于有功功率和无功功率的控制环路之间存在耦合关系。为此,文中引入了有功和无功的解耦控制。另外,无功的阶跃信号会引起直流母线电压的突变,故将直流分量引入装置侧输出电流的值,并将这个直流分量滤除,保证控制的稳定性。最后在仿真的基础上,以光伏电站为背景对所提方法进行现场验证,结果充分证明了该算法的有效性。

中点箝位式三电平光伏并网逆变器的三单相Quasi-PR控制策略

准比例谐振(quasi-proportion resonant,Quasi-PR)控制器可克服传统比例谐振(proportion resonant,PR)控制器带宽窄、抗频率偏移能力差的缺点,基于此提出了基于三单相Quasi-PR控制的中点箝位式(neutral point clamped,NPC)三电平光伏并网逆变器控制策略。Quasi-PR控制器继承了传统PR控制器的优点,避免了矢量控制策略中复杂的坐标变换、解耦控制和前馈补偿等,简化了控制算法。同时当电网频率发生偏移时,Quasi-PR控制器仍能实现对交流电流的无静差跟踪。此外,为减少电网不平衡时产生的较大谐波电流含量,设计了基于Quasi-PR控制的分次谐波补偿器。仿真结果表明了所提控制策略的有效性。

功率前馈的准Z源光伏并网逆变器Quasi-PR控制

为了加快准Z源光伏并网逆变器的动态响应,避免电网电压矢量定向控制策略需解耦控制和多次坐标变换的不足,同时提高并网电流控制器对电网频率偏移的适应范围,将功率前馈及准比例谐振控制引入准Z源光伏并网系统中。在两相静止坐标下,将功率前馈、准比例谐振控制与直通分段空间矢量脉宽调制(SVPWM)相结合,设计了并网系统的完整控制策略。在Matlab/Simulink中搭建了系统仿真模型,并与传统控制进行对比分析。仿真结果表明:当外界环境发生变化时,采用功率前馈的准比例谐振控制策略能使系统较快地过渡到另一个稳态,且可实现对给定值的无静差跟踪控制,抗电网频率偏移能力强。

一种三相线电压级联单位功率因数整流器负载不均衡特性分析及电压均衡控制策略

该文对一种由三个三相单开关整流器线电压级联构成的三相单位功率因数整流器的负载不均衡特性和输出电压均衡控制策略进行分析和研究,首先详细阐述此类整流器在三个直流侧负载不均衡时,交流输入端电流能自动保持均衡的独特特性及相应工作机理;然后研究系统整体分层控制策略。在传统的基于电压外环PI控制、电流内环PR控制的上层控制基础上,针对各整流模块参数不一致及负载功率不一致引起的各模块输出电压不均衡问题,通过加入偏差因子调制波补偿的底层控制,实现了对每个模块输出功率的独立调节,进而实现了各整流模块输出电压的均衡控制。仿真和实验结果验证了所研究拓扑结构的优越性和控制策略的可行性。

基于退火PSO-PI与重复PR的图腾柱PFC

功率因数校正(power factor correction,PFC)被广泛应用于车载充电机以提高充电效率、减小对电网产生的谐波污染。本文常用的双闭环比例积分(proportional integration,PI)控制的基础上,研究了退火粒子群算法(particle swarm optimization,PSO-PI)和改进重复比例谐振(proportional resonance,PR)控制,通过退火PSO算法对电压环的PI控制器参数进行优化,提高了响应速度;将电流环由PI控制变为改进重复PR控制,以解决PI控制对高频信号跟踪能力弱的缺点,并选用了近几年比较热门的图腾柱PFC拓扑结构,最终提高了响应速度,降低总谐波畸变率(total harmonic distortion rate,THD)。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了控制策略的正确性,相比传统的图腾柱PFC,响应速度得到一定提高,THD值降低了2.07%。

LCL滤波单相光伏并网逆变器Quasi-PR控制策略

针对采用传统PI控制器的LCL滤波单相光伏并网逆变器在跟踪并网交流信号时存在静差的问题,在并网电流Quasi-PR单闭环控制的基础上,增加1个电容电流内环,从而构成双闭环控制结构,以提高系统抗扰能力,抑制振荡;通过Quasi-PR实现外环并网电流无静差控制.在系统建模和分析的基础上设计参数,利用MATLAB软件进行仿真分析,通过搭建的试验系统加以验证.结果表明:在此控制策略下,获得的并网电流畸变率小,实现了并网电流的无静差跟踪,系统输出波形满足入网要求.

基于准PR控制的SVG补偿不平衡负载

在低压三相四线制系统中,用户所用的负载不单单是纯阻性,阻感、阻容性负载也大量存在,并且以不对称的形式分布在配网中,容性或感性负载使配网中的电压、电流的相位不同,由此带来了无功功率。无功功率会增加设备和线路损耗,冲击性无功负载还会引起电压的剧烈波动。针对无功补偿,该文基于三单相全桥SVG电路拓扑结构,采用一种新的无功电流检测方法,并基于准PR控制来独立地进行线性非对称负载的无功补偿,由此来减少无功功率的危害。

基于准PR+改进重复控制的具有滤波功能的光伏逆变器

由于光伏逆变器与有源滤波器具有相同的拓扑结构,因此将光伏逆变器与有源滤波器相结合有利于提高光伏并网效率。准比例谐振(PR)控制动态响应能力强,但不能实现无静差追踪,而重复控制能够进行无静差跟踪,但存在延时问题且动态响应慢。将准PR控制与重复控制结合组成复合控制,在实现无静差追踪的同时又具有良好的动态特性,并分析了基于瞬时无功功率理论的i p i q谐波检测。采用MATLAB/Simulink软件进行仿真,结果表明该复合控制能够快速有效地抑制谐波。

基于Quasi-Z源逆变器的光伏并网系统模型预测控制

为了克服传统并网逆变器不能兼具升降压变换的功能以及死区引起的输出波形畸变等问题,设计一种基于Quasi⁃Z源逆变器的光伏并网系统。提出一种改进的有限集模型预测控制策略来控制并网Quasi⁃Z源逆变器的直流升压电压和交流输出电流,更好的调节输出波形的质量、提升系统的动态性能和稳定性。在所设计的系统中,依据测得的Quasi⁃Z源逆变器的电容电压和交流负载电流的值,再对电容器电压和输出交流的数值进行预测。在确定qZSI可能产生的每一个电压矢量之后,将其用以跟踪电容电压和输出电流参考值。从而在单级逆变器中实现光伏发电的最大功率点跟踪和单位功率因数并网,在光照强度阶跃变化时,仿真结果表明系统具有优良的动态响应性能。结果验证了所采用的系统结构和算法的有效性和可行性。

带自适应谐波补偿功能的光伏并网控制策略

为了使含有源电力滤波器(active power filter,APF)功能的光伏并网逆变器在指令电流超过逆变器的限值时具有良好的谐波补偿效果,分析了传统比例式限流和指令电流跟踪方法的不足,提出了一种自适应谐波选取限流与准比例谐振(proportional resonant,PR)电流协调控制相结合的并网控制策略。自适应谐波选取限流策略可以在逆变器容量超限时针对性地选取危害大、含量高的谐波分量进行补偿,提高限流措施的有效性;准PR电流协调控制策略可以对指令电流中的各谐波分量进行单独控制,进一步提高谐波补偿的精确性。仿真结果表明,所提控制策略可以提高不同并网场景下的谐波补偿效果,验证了其可行性和有效性。

储能型MMC一体化补偿装置控制策略研究

超级电容储能型MMC补偿装置对配电网中由于不确定性负荷造成的功率波动,三相不平衡等电能质量问题有着较好的治理效果。基于准PR电流控制策略建立了相应的系统模型;介绍了主电路和DC/DC变换电路的调制策略,并基于伏秒平衡/安秒平衡原理求出了DC/DC电路开关管的调制比。当超级电容储能型MMC在进行电能质量治理时,其能量流动是否合理对其直流侧电压的控制至关重要,故对其交、直流侧的功率平衡作了相关分析。最后搭建仿真,对理论进行了仿真验证。

光储式充电站基于SOC的改进型准PR下垂控制研究

针对光储式电动汽车充电站以DG形式接入微电网的情况,提出了一种基于SOC的改进型功率耦合下垂控制,在系统孤岛运行时,能根据充电站储能系统SOC的变化,改善充电站与其他DG之间的功率分配;在微电网并网/孤岛双模式切换时,结合相应的并网输出功率的改变和预同步控制,来实现双模式切换的平滑过渡。在逆变器的双环控制中,电压外环采用准PR控制,电流内环采用比例P控制,实现对参考信号的快速跟踪和无差控制。最后,基于MATLAB/Simulink针对不同工况对控制策略进行了对比研究,仿真结果表明,所提出的改进型下垂控制能实现充电站向电网方向放电的灵活有效控制。

光伏并网逆变器模糊准PR控制仿真研究

针对光伏并网逆变器系统的非线性特性,在固定参数PR控制方法的基础上,提出了一种模糊准PR控制方法。首先介绍单相光伏并网逆变器的结构,并分析准PR控制的实现算法、离散化和谐波滤除,然后把模糊控制和准PR控制结合应用于并网逆变器同步控制。最后利用Matlab/simulink平台进行仿真实验,结果表明:与准PR方法相比,所提出的控制方法可使电网电流同步误差更小,适应性和抗干扰性更强,因而具有较好的应用价值。

基于PR控制的光伏并网电流优化控制

针对单相H6拓扑光伏并网逆变器在采用传统比例积分(PI)控制器跟踪正弦电流指令时会产生稳态误差和抗干扰能力差等问题,提出了一种基于比例谐振(PR)控制的H6拓扑单相光伏并网逆变器的总体控制策略。在介绍PR控制器原理的基础上,详细分析了其控制参数对系统性能的影响,并给出了PR控制应用于H6光伏逆变系统的工程设计方法。搭建了单相H6拓扑光伏并网逆变系统的仿真及实验平台,对理论分析结果进行了验证。结果表明PR控制器应用在单相H6拓扑光伏并网逆变控制系统中能够实现对并网电流的无静差控制,消除了PI控制所产生的相位误差,并且具有良好的并网波形质量。

Z源三电平并网逆变器的准PR控制系统

Z源三电平逆变器将具有独特性能的Z源拓扑和高性能的三电平逆变器相结合,能够充分发挥两者的优势。由于Z源三电平逆变器的拓扑结构相比两电平逆变器更加复杂,为了避免并网控制策略中复杂的坐标变换和解耦过程,进而提高系统效率,将准PR控制引入Z源三电平并网逆变器中。在理论分析的基础上,将准PR控制和SVPWM调制算法相结合,设计出了系统完整的控制策略,实现了Z源三电平逆变器在两相静止αβ坐标系下对电网交流信号的无静差跟踪,简化了传统的系统控制结构,提高了系统的性能。最后在Matlab/Simulink仿真软件中建立了Z源三电平并网逆变器的的仿真模型。仿真结果表明,相比于传统的两电平逆变器,该三电平逆变器输出的电压更接近正弦波,谐波畸变率更低,系统的鲁棒性更强。

基于PI与准PR联合控制的光伏并网电流优化

针对光伏并网逆变器在采用传统比例积分(PI)控制器时不能实现无静差跟踪和并网电流逆变器直流分量注入问题,提出PI与准PR联合控制的光伏并网电流优化策略。在介绍了PI与准PR联合控制的原理的基础上,详细分析了准PR控制的原理和算法实现。准PR控制能够实现无静差跟踪,PI与准PR联合控制实现了直流的抑制。采用Matlab/Simulink进行仿真研究,结果表明能够对并网电流的无静差控制,消除了单一PI控制所产生的相位误差,抑制了直流分量,并且具有良好的并网波形质量。

一种适合于储能PCS的PI与准PR控制策略研究

储能变流器(PCS)是储能系统的核心部件,主要运行模式有并网和离网两种。本文重点针对储能PCS在离网条件下所采用的定电压/频率控制策略进行研究,从储能PCS的拓扑结构入手,建立其数学模型,并制定相应的控制策略。根据控制器选择的不同,本文分别介绍了基于PI控制器以及准PR控制器的控制策略,画出了详细的控制框图。最后基于Matlab仿真模型,制定了两种不同运行工况,针对这两种工况对不同控制器条件下PCS的外输出特性进行对比分析,并得出相应的结论,为工程实践提供相应的理论支撑和指导经验。

基于准PR控制器的MMC-HVDC新型环流抑制策略研究

MMC-HVDC相间环流使得桥臂电流发生畸变,增大了桥臂电流峰值,增加了功率损耗,并严重威胁子模块电容电压平衡和电容的寿命。为此,本文首先分析MMC-HVDC的工作原理和数学模型,进一步分析了MMC相间环流产生机理,分析表明环流中只存在偶数次谐波,不存在奇数次谐波,其中,2、4、6次环流谐波含量所占比重最大。基于此提出了一种基于准PR控制器的新型环流抑制策略。该控制策略不仅克服了传统PR控制器抗电网频率偏移能力差、带宽窄的缺点,而且大大减少了准PR控制的使用数量,减小了系统设计的复杂度。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的正确性和优越性。

鲁棒与PR控制器对比分析及在中频电源中的应用

为提高中频电源的动态性能和鲁棒性能,将鲁棒控制器应用到中频电源控制当中.在建立控制对象数学模型的基础上,把负载和滤波器电感参数作为不确定因素,基于μ分析与综合方法设计了一个鲁棒控制器.仿真和实验结果表明:动态响应速度比采用双环准PR控制器的中频电源提高了一倍,动态过程中电压的波动也降低了将近40%,且鲁棒性能更好.采用鲁棒控制器的中频电源不仅可以实现无静差跟踪和渐进稳定,而且还具有良好的鲁棒性能以及抗负载扰动能力.

NPC三电平光伏并网准PR电能质量控制

为提高光伏并网电能质量,基于光伏并网发电系统逆变主电路和并联型APF在拓扑结构、运行方式和控制方法上具有诸多相同点,提出一种将有源滤波和无功功率补偿与光伏并网发电相结合的新型控制方案。该方案利用FBD电流检测法,无需复杂的Park变换和d-q变换,即可实现瞬时谐波和无功电流的检测。结合中点箝位式(NPC)三电平准PR控制策略,即可完成对交变电流信号在静止坐标系下的无静差跟踪控制,在简化控制算法的同时大大减小了并网电流的谐波含量,且增强了系统的鲁棒性。仿真及实验结果表明,所提控制策略可有效地实现光伏并网发电和有源滤波及无功功率补偿的统一控制。