永磁直驱风电机组变流器加强型直流稳压研究

目前针对电网故障的研究,主要集中在对称故障方面,研究的是不对称故障中的小值电网电压不平衡时风电机组的故障穿越技术.在传统电网电压定向的电压、电流双闭环控制基础上,应用变流器网侧和机侧功率平衡控制原理,将永磁同步发电机输出有功功率Ps变化的信息引入d轴控制回路,从而实现电网侧变流器输入至电网的有功功率能够及时跟踪永磁同步发电机输出有功功率的变化,从而解决了变流器输入输出的有功不平衡问题,避免了直流母线电压的波动.     

基于直接电流控制的PWM整流器功率控制

在以电网电压矢量定向的同步旋转坐标中，通过分析有功功率和无功功率与交流侧电压、电流空间矢量之间的关系，提出基于内环直接电流控制的PWM整流器功率控制方案，根据PWM整流器交流侧电压方程及有功功率传递关系建立PWM整流器功率控制系统数学模型，完成对电流、电压PI调节器参数的整定。仿真结果表明：PWM整流器启动时的直流电压超调量小，响应速度快，具有极佳的动静态性能。     

电网电压不平衡下储能变流器能量最优控制策略

针对电压不平衡时储能变流器（Power Conversion System, PCS）出现网侧电流波形畸变严重且峰值过大等问题,提出了电网电压不平衡下储能变流器能量最优控制策略.该策略通过控制目标参数k、电网电压不平衡度与瞬时功率波动、网侧电流不平衡度和网侧电流峰值的关系图深入分析了参数k、电网电压不平衡度对系统能量运行的影响,并在此基础上侧重抑制电流幅值及抑制功率波动两个控制目标,加入寻优算法,提出k参数仅在［-1,0］内选择的电流限幅储能变流器能量最优控制策略.仿真实验结果表明：该策略能通过k参数和电流限幅策略更加快速有效地将电流峰值限制在最大允许峰值,并且进一步减小功率波动,提升PCS的有功功率输出能力,体现了对储能变流器运行的能量优化.     

电压不平衡下Vienna整流器的谐振滑模控制策略

针对电网电压不平衡条件下,Vienna整流器存在的负序电流及有功功率纹波问题,提出一种谐振滑模控制策略。首先,利用三相电压电流推导了三相Vienna整流器的直接功率控制模型;然后,在电压不平衡条件下,分析了系统不同控制目标的二倍频纹波补偿量,并设计了谐振控制器以便快速有效地跟踪纹波;最后,应用滑模控制策略对功率环进行设计,并通过对Lyapunov方程的求解确定Vienna整流器输出电压控制量。在MATLAB/Simulink上搭建了Vienna整流器仿真平台,对所提的谐振滑模控制策略的有效性进行了验证。仿真结果表明,该策略提高了系统在电网不平衡条件下的稳定性及控制精度。与传统PI控制策略相比,在电网不平衡下,Vienna整流器交流侧负序电流被抑制到原有的35.7%,有功功率纹波减少了67%。     

并网光伏系统中3L-T-type QZSI参与电网电压不平衡控制

针对传统逆变器在不平衡网压情况下工作时较难抑制输入电网有功功率振荡分量的问题,提出一种基于三电平T型准阻抗源逆变器(Three Level T-Type Quasi-Z Source Inverter,3L-T-type QZSI)抑制有功功率振荡分量的控制策略。文中从功率理论推导得到其并网的参考电流,实现并网有功功率恒定且以单位功率因数为目标的控制策略。即:使用二阶广义积分器(Second-order Generalized Integrator,SOGI)完成电压的正负序分离;再结合基于载波的电平位移调制(Level-Shifted PWM,LS-PWM)技术,用以调节功率开关直通状态的占空比和叠加的平衡分量,实现直流侧电压控制和中点电压平衡。最后,在Simulink平台上模拟了电网电压不平衡情况,对间歇性能源不同出力情况进行了仿真,仿真结果表明,该策略可有效抑制间歇性能源的有功功率二倍频波动,有利于实现中点电位平衡和间歇性能源并网稳定运行。     

交直流混合微电网双向接口变换器模型预测控制

针对双向接口变换器在交流侧三相不平衡状态下出现的直流侧电压振荡型波动、正序电压相位检测困难、有功功率和无功功率计算不准确的问题,提出了一种直接功率模型预测控制方法。首先,利用瞬时电压、电流向量建立系统瞬时功率向量预测模型,以省略功率计算的锁相环节,避免电压相位检测不准确对控制性能的影响;其次,为功率向量的实部和虚部分别设计参考量,抑制实部中负序分量引起的二倍频功率波动,以避免直流侧电压振荡型波动;最后,以功率向量的实部和虚部作为控制单元,分别设计目标函数,消除两者间的相互影响,同时,在目标函数中设计开关频率约束项,使得被控器件开关频率可调。仿真和实验结果表明,所提控制方法可实现无功功率参考变化时,有功功率不受影响,相比于传统PWM方法,有功功率超调量下降了约74%,且该方法可保证系统全功率因数运行,系统直流侧无振荡型波动。     

非理想电网电压下基于重复补偿器的三相 PWM 整流器控制

在具有谐波且不平衡的非理想电网电压下,采用常规控制的三相PWM整流器会产生畸变的交流电流和波动的直流母线电压,这会进一步恶化电网的运行状况,同时造成母线上后级设备性能的下降.针对这一问题,本文结合叠加定理和重复控制原理,提出一种新的控制策略.该方法通过双参考坐标系下功率控制调节基波电流、重复补偿器控制各次谐波电流,从而达到正弦化的交流电流以及平滑的直流母线电压的控制目标.实验表明,本文方法具有优异的性能.     

基于PWM整流器模糊控制新开关表的DPC

传统直接功率控制(DPC)下的三相电压型PWM整流器(VSR)交流侧电流存在畸变较大、输出直流电压波动大、无功功率有失控等问题.在分析系统数学模型的基础上,通过构建新型电压矢量开关表来稳定滞环功率输出产生的波动,运用模糊控制修整电压外环的PI参数.仿真结果显示:利用提出的控制策略可使整流系统获得稳定的动、静态特性,系统谐波含量小,能有效减小超调带来的影响.     

功率检测电路的设计与仿真

针对单相和三相对称系统,设计了一种在电网电压波动不大时由纯硬件组成的功率检测电路,包括无功功率检测和有功功率检测,介绍了其工作原理,画出了对应的波形图,得到了系统输出与功率之间的关系式,并通过Multisim软件对电路进行了仿真．     

直驱式永磁同步风力发电机不对称故障下的改进控制

在分析直驱式永磁同步风力发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)全功率变换器功率特性基础上,推导了直流侧电压、并网电抗器功率及网侧输出功率之间的关系,提出了不对称故障下系统的改进控制策略,以实现该型机组的低电压穿越.该控制策略基于电网侧变换器、电机侧变换器功率平衡协调控制思想,将电网跌落信息反馈给电机侧变换器,实现两个变换器的协调控制;同时,在直流侧电压维持在安全范围内的前提下,采用弱控制,以一定的直流侧电压波动为代价,达到消除网侧有功功率2倍频波动的目的.仿真研究结果表明,基于功率平衡协调控制的改进控制策略可较好的实现直驱式永磁同步风力发电机的不对称故障穿越.     

电压型PWM整流器变无功给定直接功率控制

为了抑制电压型PWM整流器直接功率控制中的有功功率、直流电压波动,加快系统的跟踪速度,提出了根据有功功率瞬时值与有功功率给定的差值设定无功功率给定值的新策略。当有功功率瞬时值与有功功率给定的差值小于给定临界值时,无功功率给定值为零;反之,无功功率给定值等于有功功率瞬时值与有功功率给定的差值。Matlab/Simulink仿真结果证明了该新策略的可行性。     

功率前馈电压型PWM整流器直接功率解耦控制

针对有功功率和无功功率互为耦合问题，根据整流器在同步旋转dq坐标系中的数学模型推出功率控制数学模型，提出了电压型PWM整流器直接功率前馈解耦控制新策略，获得有功功率和无功功率独立控制效果。依据新的输入电压空间划分及合成空间矢量，确定了新的功率控制开关表。根据电源电压空间矢量位置和功率控制所需整流器输入电压空间矢量位置，在新的功率控制开关表选择开关函数，给出了系统的功率控制器和电压控制器的设计方法。计算机仿真结果表明，该策略具有可行性。     

基于功率协调控制的统一潮流控制器控制策略研究

介于统一潮流控制器串、并联变流器在调节电力线路潮流过程中存在有功和无功功率相互影响等问题,通过分析其数学方程,建立了串、并联变流器状态反馈解耦控制模型,提出了功率协调控制策略。从功率平衡的角度分析了直流侧电容电压稳定条件,提出了在直流侧电容电压平衡控制环节中增加有功电流前馈分量的控制方法,实现了串、并联变流器对电容电压的动态稳定控制。在解耦控制策略的基础上,设计了串联变流器功率控制环,使统一潮流控制器在调节潮流的过程中达到了有功-无功功率独立控制的效果。通过仿真分析,验证了该控制策略在电力系统潮流调节中的有效性和可行性。     

交流电压、电流同步采样原理及应用

应用计算机于三相交流电电网参数进行测量的系统中，直接对交流电压、电流进行同步采样，计算出电压、电流的有效值及有功功率、无功功率等参数。为电网自动化监测系统提供了一种简便易行的途径     

三相电压型PWM整流器的反馈线性化解耦模型和仿真

建立了同步旋转坐标系下的三相电压型PWM整流器的非线性数学模型,应用非线性系统反馈理论,推导出其对应的非线性坐标变换矩阵,得到了三相电压型PWM整流器的状态反馈精确线性化模型,由此提出了无功功率和有功功率的解耦控制策略．仿真结果表明,该控制策略能较好地实现三相电压型PWM整流器的解耦控制,具有较好的动态特性．     

电力系统无功补偿

在电力系统中,存在两种能量形式:一种是可以直接转化为其他能量的电能,称为有功;一种是设备初始化时消耗的能量,当设备初始化完成后这部分能量就留在电网里,无法转换为其他能量,称为无功。在用电设备中,电阻性设备消耗的是有功。凡是用绕组和磁铁组成的,在交流电路中产生电和磁交变的功能,在能量转换过程中,有部分磁能仍回复到电能,那部分电流没有消耗有功功率,称为感性无功功率。在电容器两块极板间产生充放电,电容电流不消耗有功功率,这个电流引起的功率称为容性无功功率。对于整个电网来说,无功功率要与实际消耗平衡。如果无功消耗过多,也就是说电网无法提供足够的无功功率,则会导致电网电压过低。如果电网产生了过剩的无功功率,则电网电压升高。为了维持电网的稳定运行,我们需要对无功进行补偿,以达到平稳运行的目的。     

UHTPVSR直流侧电压控制与功率分配策略优化

针对单向混合三相电压型整流器直流侧电压采用PI控制难以使其获得优秀动态性能的不足,将自抗扰控制技术应用到单向混合三相电压型整流器直流侧电压控制中,可提高系统的稳态精度、动态响应速度以及系统的抗干扰能力.同时,为改善单向混合三相电压型整流器的功率分配和抑制切换点尖峰电流,提出对各整流器期望输入电流进行调整的策略.通过计算机仿真结果验证了所提方法的可行性,对于单向混合三相电压型整流器在实际工程中的应用具有指导意义.     

采用功率内环和电压平方外环的电压型PWM整流器

根据电压型PWM整流器在同步旋转dq坐标系中建立的整流器功率控制数学模型,基于功率前馈解耦,解决了有功功率和无功功率互为耦合问题.为克服整流器电流控制策略、直接功率控制策略及非线性控制策略的不足,提出了采用功率内环、直流电压平方外环电压型PWM整流器的新控制策略.由于采用直流电压平方外环,提高了整流器直流电压跟踪和功率跟踪能力,使系统具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强及结构简单的优点.给出了系统控制器的设计方法.通过正常负载及负载扰动情况下的计算机仿真,证明了新控制策略的可行性.     

基于双控制因数的VIENNA整流器中点电位平衡设计

三相VIENNA整流器中点电位不平衡,降低了VIENNA整流器整体性能。通过对三相VIENNA整流器中点电位平衡的研究,提出了一种基于双控制因数中点电位平衡策略,该策略一路由整流器直流侧上下电容电压偏差通过P控制器控制,另一路由整流器直流侧上电容电压与直流侧输出电压半值的偏差通过PI控制器控制,然后将两路控制器控制因数叠加构成双控制因数调节上下电容充放电作用时间,抑制中点电位波动,使中点电位达到平衡。最后在Matlab/Simulink中建模仿真,结果表明该策略可有效抑制中点电位波动,同时具有响应快速、稳定的特点,加入该中点电位平衡策略的VIENNA整流器中点电位波动不仅动态性较好,而且稳定性强。     

基于综合矢量的功率定义及在无功电流和谐波电流检测中的应用

在三相电路综合矢量的基础上定义了三相电路的有功功率和无功功率,并定义基波电压综合矢量与基波电流综合矢量的点积的直流分量为有功功率,电压综合矢量与基波电流综合矢量的叉积和它们点积的脉动分量构成了无功功率．基于无畸变的电压参考矢量。直接对三相电压、电流的瞬时值运算,可以获得三相瞬时无功及谐波电流．该方法省去了复杂的坐标变换,并具有一定的工程实用价值．仿真结果表明该方法用于动态无功补偿装置可以获得满意的结果．