电能路由器中压交流端口多形态的多维解耦控制

作     者：文武松 赵争鸣 袁立强 姬世奇 李凯 魏树生 WEN Wusong;ZHAO Zhengming;YUAN Liqiang;JI Shiqi;LI Kai;WEI Shusheng

作者机构：电力系统及大型发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)北京市海淀区100084 北京交通大学电气工程学院北京市海淀区100044 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2022年第42卷第2期

页      面：702-714页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFB0903200)。 

主　　题：电能路由器 多维解耦 多功能形态 参数设计 

摘      要：电能路由器(electric energy router,EER)的中压交流端口(medium-voltage AC,MVAC)连接10kV交流电网,要求同时兼顾有功跟随、无功补偿和有源滤波等多种功能形态,而多形态的控制存在强耦合的特点。该文采用功率和电流两个维度的分析方法,在规律分析中实现多形态的解耦和控制。从功率的维度,在dq坐标系下对瞬时有功功率进行分解,获得三相有功功率的分布规律,通过注入负序电流和对三相有功偏差的调节,解决三相有功不平衡的控制问题。从电流的维度,提出在正序dq坐标系下对基波正序和高次谐波构成的统一分量进行调节、在负序dq坐标系下对基波负序分量进行调节的控制方案,通过合理组合不同中心频率的陷波滤波器(notch filter,NF)并用于控制回路中实现对电压、电流的解耦和准确提取,采用PI+矢量PI(vector proportional integral,VPI)调节器对基波正序和高次谐波构成的统一电流分量进行控制,有效补偿了被控对象造成的相位偏移影响,实现了对高次谐波电流的跟踪。该文还从系统的稳态和动态性能出发,对各控制环节的参数进行了详细设计,最后通过等比降容的MVAC-EER实验平台验证了控制策略的有效性和参数设计的正确性。