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双级矩阵变换器励磁双馈风力发电系统比例谐振控制

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高电压技术 2013年第5期39卷 1210-1217页

作者：王君瑞钟彦儒宋卫章杨波西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 北方民族大学电气信息工程学院银川750021

双级矩阵变换器(two stage matrix converter,TSMC)存在中间直流环节,但不包含大容量直流环节储能电容。鉴于此,引入TSMC作为双馈风力发电系统的励磁电源,建立了基于定子磁链定向的双馈风力发电控制系统。同时,结合比例谐振(proportiona... 详细信息

双级矩阵变换器(two stage matrix converter,TSMC)存在中间直流环节,但不包含大容量直流环节储能电容。鉴于此,引入TSMC作为双馈风力发电系统的励磁电源,建立了基于定子磁链定向的双馈风力发电控制系统。同时,结合比例谐振(proportional resonant,PR)控制器的特性,设计了转子侧变换器PR控制策略。研究发现:该方法通过将矢量控制策略下的有功电流和无功电流分量转换到静止坐标系下进行调节,能实现双馈发电机有功、无功功率的独立调节;与采用PI控制器的矢量控制相比,该控制策略无需多次坐标变换,简化了控制算法;控制模型不存在耦合项和前馈补偿项,提高了系统的鲁棒性;采用该控制系统能够改善系统输出电流质量。仿真与实验结果表明TSMC励磁双馈风力发电系统的PR控制具有良好的动、静态性能。

关键词：双级矩阵变换器变速恒频双馈风力发电比例谐振控制解耦控制并网发电

PWM变换器在矢量旋转坐标系下比例谐振控制策略及其鲁棒性设计

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中国电机工程学报 2016年第5期36卷 1344-1356页

作者：孙强魏克新王莎莎杜吉飞高成海天津大学电气与自动化工程学院天津市南开区300072 天津市捷威动力工业有限公司研发部天津市西青区300380 北京交通大学电气工程学院电力电子研究所北京市海淀区100044

提出基于矢量旋转坐标系选取合理的电感电压矢量进行脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器调制的方法,建立扇区位置计算和最优开关状态判定规则,从而取代传统空间矢量调制中派克变换及dq坐标系下非线性、强耦合特性,省去锁相环(d... 详细信息

提出基于矢量旋转坐标系选取合理的电感电压矢量进行脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器调制的方法,建立扇区位置计算和最优开关状态判定规则,从而取代传统空间矢量调制中派克变换及dq坐标系下非线性、强耦合特性,省去锁相环(digital phase-locked loop,PLL)相角实时检测与前馈解耦等环节,并给出对此调制方式的实现方法。针对产生的电流误差矢量消除,提出优化的内环电流矢量旋转比例谐振控制器,利用零极点匹配与抵消法对控制器进行配置,探讨控制器各参数与系统鲁棒性的关联规律,借助零极点簇云图和频域响应特性提供系统稳定性判据,明确变换器控制系统参数整定和鲁棒性设计的一般方法,并采用脉冲响应周期延拓映射法离散化实现。通过仿真和实验验证所提出基于内环电流比例谐振控制器的矢量旋转坐标系调制方式的有效性及正确性,电流环基本实现零稳态误差快速跟踪,电能质量得到明显改善。

关键词： PWM变换器旋转坐标系电流误差矢量比例谐振控制脉冲响应周期延拓映射

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基于比例谐振控制的被动式力矩伺服系统

电机与控制学报 2015年第9期19卷 81-88页

作者：王哲王明彦郭犇哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

当被动式力矩伺服系统动态加载时,由于承载系统的主动运动,轴上输出的负载力矩中含有较大的干扰力矩,降低了被动式力矩伺服系统的加载性能。为了提升加载精度和加载频宽,提出基于比例谐振的控制方法。通过构建相应频率的比例谐振控制器... 详细信息

当被动式力矩伺服系统动态加载时,由于承载系统的主动运动,轴上输出的负载力矩中含有较大的干扰力矩,降低了被动式力矩伺服系统的加载性能。为了提升加载精度和加载频宽,提出基于比例谐振的控制方法。通过构建相应频率的比例谐振控制器,实现对期望正弦转矩信号无静差跟踪及有效抑制干扰力矩;提出了单位比例谐振控制器的结构,结合根轨迹及频域设计方法实现了单频率和多频率谐振控制器稳定性参数设计;加入承载系统速度前馈控制,降低加载起始阶段干扰力矩对整个系统及转矩传感器的瞬时冲击。仿真及实验结果验证了所提方法能够在有扰加载条件下,实现对20 Hz单频率正弦力矩的无静差加载及周期负载力矩的高精度跟踪。

关键词：永磁同步电机被动式力矩伺服系统多余力矩比例谐振控制前馈控制

基于αβ坐标系下双馈异步风力发电机串补输电系统次同步谐振的比例谐振控制

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电力自动化设备 2017年第9期37卷 90-95页

作者：任佳佳胡应宏纪延超哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001 华北电力科学研究院有限责任公司北京100045

针对双馈异步风力发电机(DFIG)串补输电系统中存在的次同步谐振问题,通过建立DFIG串补输电系统的数学模型,推导出其传递函数;然后采用基于转子静止坐标系下的PR控制来抑制次同步谐振。将系统电流的次同步频率分量转化为转子静止坐标系... 详细信息

针对双馈异步风力发电机(DFIG)串补输电系统中存在的次同步谐振问题,通过建立DFIG串补输电系统的数学模型,推导出其传递函数;然后采用基于转子静止坐标系下的PR控制来抑制次同步谐振。将系统电流的次同步频率分量转化为转子静止坐标系下的αβ分量,使PR控制的谐振频率点与次同步频率转子静止坐标系下的αβ分量相吻合,用风力发电机实现对次同步谐振的抑制。通过算例仿真分析、硬件在环实验,验证了所提控制策略的有效性和正确性,以及所提方法具有计算简单、便于实现的优点。

关键词：比例谐振控制双馈异步风力发电机串补输电系统次同步谐振风电

基于改进型比例谐振控制器的三相四线制光伏发电和有源滤波器系统

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电工技术学报 2013年第8期28卷 142-148页

作者：耿乙文伍小杰周德佳徐立华乔树通中国矿业大学信息与电气工程学院徐州221008 海军装备研究院北京100161 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

一种基于改进型PR控制器的PV-AF系统控制策略在静止坐标系下对基波逆变电流以及需要补偿的各次谐波电流进行无静差跟踪,将光伏系统的电能注入电网的同时改善电网电能质量。对比分析了PR控制器与改进的PR控制器特性,根据改进PR控制器各... 详细信息

一种基于改进型PR控制器的PV-AF系统控制策略在静止坐标系下对基波逆变电流以及需要补偿的各次谐波电流进行无静差跟踪,将光伏系统的电能注入电网的同时改善电网电能质量。对比分析了PR控制器与改进的PR控制器特性,根据改进PR控制器各参数对性能指标的影响,对改进的PR控制器进行参数设计。仿真和实验结果表明所提的改进PR控制器可以使电流环控制器更好的跟踪指令电流,对电网频率波动具有较好的适应性,验证了所采用的控制策略的可行性和有效性。

关键词：四桥臂并网逆变器比例谐振控制谐波补偿频率波动

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一种用于静止式中频电源的比例谐振控制策略

电机与控制学报 2012年第10期16卷 79-85,94页

作者：朱俊杰马伟明聂子玲海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033

针对静止式中频电源基波频率高,传统的控制方法谐波抑制困难且难以实现无静差输出等问题,依据变压器等效理论,建立了静止式中频电源数学模型。在详细分析了比例谐振控制策略的原理和特性的基础上,提出了一种双闭环比例谐振控制策略,即... 详细信息

针对静止式中频电源基波频率高,传统的控制方法谐波抑制困难且难以实现无静差输出等问题,依据变压器等效理论,建立了静止式中频电源数学模型。在详细分析了比例谐振控制策略的原理和特性的基础上,提出了一种双闭环比例谐振控制策略,即负载电流内环和负载电压外环均采用比例谐振控制的算法,并结合系统稳定性判据给出了各主要控制参数的设计方法。仿真和实验结果表明,双闭环比例谐振控制策略可以有效地抑制负载扰动影响,控制器参数的调节性强,带宽调节裕度大,且对低次谐波具有选择性补偿功能,满足非线性负载要求,保证输出电压总谐波含量小于2%。

关键词：静止式中频电源比例谐振控制双闭环比例谐振控制谐波

基于网压预测的单相PWM整流器比例谐振控制

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电工技术学报 2011年第5期26卷 45-51页

作者：高吉磊林飞郑琼林北京交通大学电气工程学院北京100044

PWM整流器带谐波补偿器的比例谐振控制能够选择性地抑制电网电流中的谐波含量,然而其补偿的谐波次数受到电流环带宽的限制。当抑制谐波次数较高时,必须对谐振频率处电流环延时进行超前补偿,才能保证电流环的稳定性。随着抑制谐波次数的... 详细信息

PWM整流器带谐波补偿器的比例谐振控制能够选择性地抑制电网电流中的谐波含量,然而其补偿的谐波次数受到电流环带宽的限制。当抑制谐波次数较高时,必须对谐振频率处电流环延时进行超前补偿,才能保证电流环的稳定性。随着抑制谐波次数的增多,数字信号处理器的运算量变大。针对上述问题,分析了电网电压谐波对电网电流的影响机理。提出了在电流环比例谐振控制的基础上,采用对电网电压超前预测的方法,在保证电流环良好动态性能的前提下减少PWM整流器电网电流中的谐波含量。最后进行了实验验证,实验结果表明本文提出的电网电压预测方法能够有效抑制电网电压谐波对电网电流的影响。

关键词： PWM整流器重复控制比例谐振控制网压预测谐波

基于比例谐振控制的共直流母线开绕组永磁同步电机零序电流抑制技术

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电工技术学报 2016年第22期31卷 35-44页

作者：曾恒力年珩周义杰浙江大学电气工程学院杭州310027

由于共直流母线的开绕组永磁同步电机系统存在零序电流回路,变流器调制产生的共模电压和永磁体自身反电动势零序分量构成的零序电压源会在电机绕组内产生零序电流,影响开绕组永磁同步电机的运行效率和稳定性。因此,提出一种基于比例谐... 详细信息

由于共直流母线的开绕组永磁同步电机系统存在零序电流回路,变流器调制产生的共模电压和永磁体自身反电动势零序分量构成的零序电压源会在电机绕组内产生零序电流,影响开绕组永磁同步电机的运行效率和稳定性。因此,提出一种基于比例谐振控制的零序电流抑制方法,在建立开绕组永磁同步电机及其零序回路数学模型基础上,通过设计基于比例谐振控制的零序电流闭环系统来控制变流器输出电压的零序分量,达到对零序电流的抑制目的。同时深入分析了所提零序电流抑制策略在开绕组永磁同步电机不同运行工况下的稳定运行能力。最后,通过构建开绕组永磁同步电机实验系统,验证了所提出零序电流抑制策略的有效性。

关键词：共直流母线共模电压开绕组永磁同步电机比例谐振控制零序电流

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动态电压恢复器比例谐振控制

电力自动化设备 2010年第7期30卷 65-69页

作者：申科王建赜蔡兴国纪延超哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对动态电压恢复器(DVR)的快速和精确电压补偿问题,提出一种基于比例谐振控制的DVR双环反馈控制策略,电压外环将电容电压和指令输出电压比较,得到的电压偏差信号经过比例谐振控制器,控制器输出信号交给电流内环处理,而电流反馈内环采... 详细信息

针对动态电压恢复器(DVR)的快速和精确电压补偿问题,提出一种基于比例谐振控制的DVR双环反馈控制策略,电压外环将电容电压和指令输出电压比较,得到的电压偏差信号经过比例谐振控制器,控制器输出信号交给电流内环处理,而电流反馈内环采用简单比例控制以保证系统的快速性。将比例谐振控制器应用于DVR输出补偿电压控制策略中,可实现对指令补偿电压信号的无静差跟踪。在比例谐振控制器频率特性分析的基础上,详细分析离散域下引入控制延时的DVR反馈环控制系统。分析表明电流内环具有可靠的稳定性,作用于电压外环的比例谐振控制保证了系统的稳态精度,以及对负载电流的抗干扰能力,整个控制系统具有良好的动态和稳态性能。仿真结果验证了理论分析的正确性和所设计方法的有效性。

关键词：动态电压恢复器电压跌落双环反馈控制比例谐振控制稳态精度