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基于带通滤波器的LCL型滤波器有源阻尼控制

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电网技术 2013年第8期37卷 2376-2382页

作者：尹靖元金新民吴学智童亦斌北京交通大学电气工程学院北京市海淀区100044

三相电压源型并网逆变器交流侧采用LCL滤波器可有效地减小滤波器体积和容量,但易引起滤波器谐振问题。采用有源阻尼控制方法可以避免滤波器的谐振问题,在不额外增加传感器的前提下,提出了基于带通滤波器的有源阻尼控制策略。分析了带通... 详细信息

三相电压源型并网逆变器交流侧采用LCL滤波器可有效地减小滤波器体积和容量,但易引起滤波器谐振问题。采用有源阻尼控制方法可以避免滤波器的谐振问题,在不额外增加传感器的前提下,提出了基于带通滤波器的有源阻尼控制策略。分析了带通滤波器环节分别采用调制波带通滤波控制、反馈电流带通滤波控制和比例积分谐振(proportionintegration resonant,PIR)调节器控制的3种控制方法,并对3种有源阻尼方案进行性能比较。仿真和试验结果验证了3种有源阻尼控制方法的有效性,且采用PIR调节器的方法更适应于谐振频率多变的系统。

关键词： LCL滤波器 PWM整流器有源阻尼控制带通滤波器 PIR控制器

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直流微电网储能系统有源阻尼控制策略

电源技术 2020年第10期44卷 1538-1540,1562页

作者：张勤进刘强刘彦呈庄绪州张博大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

为解决直流微电网储能系统中LC输入滤波器与恒功率负载级联所带来的系统谐振问题,提出了一种有源阻尼控制策略。建立了电流控制模式下Buck变换器的小信号模型,并根据Middlebrook阻抗比判据对系统稳定性进行分析,阐明其谐振产生机理。将... 详细信息

为解决直流微电网储能系统中LC输入滤波器与恒功率负载级联所带来的系统谐振问题,提出了一种有源阻尼控制策略。建立了电流控制模式下Buck变换器的小信号模型,并根据Middlebrook阻抗比判据对系统稳定性进行分析,阐明其谐振产生机理。将传统的低通滤波器进行改进,设计了一种谐振滤波器,并在电流环上引入由谐振滤波器和比例控制器组成的电压前馈环节,通过对恒功率负载的负阻抗特性进行补偿,使得级联系统的阻抗比满足Middlebrook阻抗比判据。通过奈奎斯特图对补偿后的系统稳定性进行论证,并通过仿真实验验证了该策略的有效性。

关键词： LC输入滤波器恒功率负载有源阻尼控制谐振滤波器 Middlebrook阻抗比判据

有损LC滤波器Buck变换器级联系统有源阻尼控制研究

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有损LC滤波器Buck变换器级联系统有源阻尼控制研究

作者：黄瑞兰州理工大学

学位级别：硕士

随着新型清洁能源技术的发展和DC/DC电力电子变换器技术的进步,直流微电网因不涉及频率和无功等问题而得到广泛应用。由LC滤波器和Buck变换器所构成的级联系统是直流微电网中常见的两级模块级联结构。为了保证负载的输入侧电压平稳,通... 详细信息

随着新型清洁能源技术的发展和DC/DC电力电子变换器技术的进步,直流微电网因不涉及频率和无功等问题而得到广泛应用。由LC滤波器和Buck变换器所构成的级联系统是直流微电网中常见的两级模块级联结构。为了保证负载的输入侧电压平稳,通常会在直流母线与负载两者之间加入LC输入滤波器以滤除电压干扰。而系统中的Buck变换器为了保证输出电压的稳定又常对其施加电压闭环控制。但是,闭环控制的Buck变换器和直流负载整体对外表现出负阻尼特性并降低系统阻尼,可将其整体视作一个恒功率负载。若此时LC滤波器的参数设计取值不当,则级联系统会因参数不匹配进而引发电压振荡。针对此类问题,本文以直流微电网中有损LC滤波器Buck变换器级联系统为研究对象,主要工作如下:对所研究级联系统中的Buck变换器进行建模,推导出级联系统等效阻抗模型。并通过借助阻抗比判据,分析了有损LC滤波器中损耗支路参数对级联系统稳定性的影响规律。此外,针对参数固定的一类级联系统,研究了并联电阻的无源阻尼方法,详细推导了阻尼电阻的取值条件,并通过在Matlab/Simulink软件平台搭建相应仿真模型对所应用的控制方法进行了仿真分析,验证了无源阻尼方法对系统电压振荡的抑制效果。无源阻尼方法能有效控制变换器级联系统恢复电压稳定运行状态,但由于实际阻尼电阻器件的加入会引入系统额外的功率损耗。为了克服该缺陷,本文进一步研究了将基于Buck变换器输入电压前馈控制回路的虚拟阻容有源阻尼控制方法及虚拟电阻有源阻尼控制方法应用于有损LC滤波器Buck变换器级联系统的可行性。详细给出了所用方法中控制回路各环节控制器参数的设计过程,并在仿真软件平台进行了仿真与结果分析,验证了所用有源阻尼方法的可行性和有效性。最后对比和总结了两类有源阻尼方法的特点。

关键词：直流微电网 DC/DC变换器恒功率负载有源阻尼控制虚拟阻抗

光伏接口MPPT变换器的有源阻尼稳定控制研究

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光伏接口MPPT变换器的有源阻尼稳定控制研究

作者：李乾坤安徽工业大学

学位级别：硕士

在光伏发电系统中,为了满足不同负载需求和实现光伏电池的最大功率跟踪,一般需要通过DC-DC变换器来实现光伏电池与后级系统相连,光伏接口电压稳定性影响整个发电系统的可靠运行。因此,本文以光伏电池接前置电容式Boost变换器为研究对象... 详细信息

在光伏发电系统中,为了满足不同负载需求和实现光伏电池的最大功率跟踪,一般需要通过DC-DC变换器来实现光伏电池与后级系统相连,光伏接口电压稳定性影响整个发电系统的可靠运行。因此,本文以光伏电池接前置电容式Boost变换器为研究对象,通过有源阻尼控制来提高光伏接口电压稳定性。首先,对光伏电池建立小信号模型电路,分析光伏电池的等效电路,分别对变换器接不同负载类型进行小信号建模分析,从系统开环频率特性分析不同负载类型对系统稳定性影响。接着从控制器设计出发,分析控制器设计不同影响闭环系统的稳定裕度,从而影响光伏电池与变换器接口电压稳定性,然后在PSIM中搭建基本电路仿真平台,对比不同控制器参数设计对接口电压稳定性的影响。其次,针对控制器设计不同带来的接口电压不稳定问题,采用电感串联电阻无源阻尼控制方法,从系统阻尼比分析电感串联电阻可以提高接口电压稳定性,并绘制其系统的传递函数控制框图。对控制结构框图进行变换,将电感串联实际电阻以虚拟电阻的形式引入到控制回路,分析得到实际电阻和虚拟电阻的对应数学关系。最后,通过PSIM仿真平台搭建无源阻尼控制和有源阻尼控制仿真电路。在相同控制器设计下,对比不同负载对接口电压稳定性影响。分别对电感串联不同电阻以及对应的虚拟电阻电路进行仿真分析,验证有源阻尼控制可以提高系统稳定性。接着基于DSP2812设计一台120W的前置电容式Boost变换器实验样机,实验验证了有源阻尼控制提高系统稳定性的可行性。

关键词：光伏发电 MPPT变换器接口稳定性无源阻尼控制有源阻尼控制

电网谐波畸变下LCL型并网变流器的有源阻尼控制

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华北电力大学学报（自然科学版） 2016年第3期43卷 25-31页

作者：杨晨曦李永刚王金浩李建文华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003 国网山西电力科学研究院山西太原030001

在dq同步旋转坐标系下建立LCL型并网变流器的模型,并分析了电容电流反馈有源阻尼法削弱LCL型并网变流器内部谐振尖峰的原理。在此基础上,提出基于PIR调节器的有源阻尼控制策略,有效解决了电网背景谐波电压畸变对LCL型并网变流器并网电... 详细信息

在dq同步旋转坐标系下建立LCL型并网变流器的模型,并分析了电容电流反馈有源阻尼法削弱LCL型并网变流器内部谐振尖峰的原理。在此基础上,提出基于PIR调节器的有源阻尼控制策略,有效解决了电网背景谐波电压畸变对LCL型并网变流器并网电流的影响,具体为由PI调节器和6k倍频谐振控制器组成的PIR调节器可以起到抑制电网基波电压和6k±1次背景谐波电压的作用。最后采用根轨迹法和频域分析法对PIR控制器的参数进行设计,并通过仿真验证了该控制策略的有效性。

关键词：并网变流器有源阻尼控制 PIR电流调节器

基于有源阻尼控制的区域电网新能源基地次同步振荡抑制的研究

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智慧电力 2024年第4期52卷 85-90,115页

作者：赵鹏黄云辉王栋唐金锐周克亮肖厦颖武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070 湖北省电力规划设计研究院有限公司湖北武汉430040

近年来,由于大规模新能源基地不断接入电网,导致系统转动惯量降低,产生次同步振荡问题。为此,提出了基于有源阻尼的新能源基地次同步振荡抑制策略。该控制策略将有源阻尼控制器附加于新能源并网装置的有功功率环上,通过采集电网频率,实... 详细信息

近年来,由于大规模新能源基地不断接入电网,导致系统转动惯量降低,产生次同步振荡问题。为此,提出了基于有源阻尼的新能源基地次同步振荡抑制策略。该控制策略将有源阻尼控制器附加于新能源并网装置的有功功率环上,通过采集电网频率,实现对振荡频段内的输出信号进行幅值和相位校正,改善系统的次同步阻尼特性,提高系统稳定性。在此基础上对有源阻尼控制器参数进行优化设计,并通过特征根分析法和Prony算法进行验证。最后,以某市区域电网为例进行仿真分析,当该电网出现次同步振荡后,在新能源基地上附加有源阻尼控制,可以快速抑制次同步振荡,提升系统阻尼,验证了有源阻尼控制的适用性和有效性。

关键词：新能源有源阻尼控制次同步振荡

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LCL滤波器的新型有源阻尼控制

电气自动化 2019年第3期41卷 38-41页

作者：付明志王玉芝秦猛孟宪乐姜齐荣天津平高智能电气有限公司天津300300 清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100086

针对光伏并网变换器所采用的LCL滤波器,首先分析了其采用三种无源阻尼方案时的频率特性。然后,根据串并联混合型无源阻尼方案系统传递函数框图变换,提出了一种采用电容电流PI反馈的新型有源阻尼控制方案。随后,利用阻抗模型研究了串联... 详细信息

针对光伏并网变换器所采用的LCL滤波器,首先分析了其采用三种无源阻尼方案时的频率特性。然后,根据串并联混合型无源阻尼方案系统传递函数框图变换,提出了一种采用电容电流PI反馈的新型有源阻尼控制方案。随后,利用阻抗模型研究了串联电阻无源阻尼方案、电容电流比例反馈有源阻尼方案和电容电流PI反馈有源阻尼方案对逆变器特性的影响。结果表明,电容电流PI反馈方案可以有效地增加LCL滤波器谐振频率处的阻尼,同时也增加了控制的自由度。最后,特征值分析表明新方案具有更大的控制参数稳定域,并利用PSCAD进行了仿真验证。新型有源阻尼方案不仅能够有效抑制LCL滤波器的振荡,而且与传统方案相比性能更佳,具有良好的工程实践价值。

关键词：并网逆变器 LCL滤波器无源阻尼有源阻尼控制参数稳定域

高速低载频比传感信号下的逆变器有源阻尼自适应控制

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传感技术学报 2024年第1期37卷 104-110页

作者：冯永芳白娜晋中职业技术学院电子信息系山西晋中030600 桂林电子科技大学海洋工程学院广西桂林536000

逆变器工作在高频运行和控制载波比低的情况下,存在谐振尖峰抑制,提出了高速低载频比传感信号下的逆变器有源阻尼自适应控制技术。在高速低载频比传感信号下,构建逆变器数学模型。输出电流到电容电压与定子电流之间的传递函数,将逆变器... 详细信息

逆变器工作在高频运行和控制载波比低的情况下,存在谐振尖峰抑制,提出了高速低载频比传感信号下的逆变器有源阻尼自适应控制技术。在高速低载频比传感信号下,构建逆变器数学模型。输出电流到电容电压与定子电流之间的传递函数,将逆变器的有源阻尼等效成一个控制电压环。调整有源阻尼自适应控制回路的参数,制定逆变器有源阻尼自适应控制策略。实验结果表明:文中技术的稳定裕度由2.46 dB下降至1.18 dB,可以保证逆变器的稳定运行;在不同采样频率下,可以控制逆变器输出与电网电压相同相位和频率的并网电流,其中在采样频率为5.9f时,输出并网电流和电压均表现为正弦状态,波动范围分别为[35 A,58 A]和[185 V,225 V],具有较好的控制效果。

关键词：传感信号高速低载频比有源阻尼控制数学模型逆变器

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步进电动机有源阻尼控制方法研究

电气传动 2007年第11期37卷 42-45页

作者：李艳明郭宏北京航空航天大学

对基于激磁磁势进行电流补偿的两相混合式步进电动机有源阻尼控制方法进行了深入的研究,该方法利用步进电动机的非线性模型,在细分控制的基础上引入位置或者速度反馈形成电流补偿,以达到改善系统阻尼特性的目的。首先阐述了该方法的控... 详细信息

对基于激磁磁势进行电流补偿的两相混合式步进电动机有源阻尼控制方法进行了深入的研究,该方法利用步进电动机的非线性模型,在细分控制的基础上引入位置或者速度反馈形成电流补偿,以达到改善系统阻尼特性的目的。首先阐述了该方法的控制原理,然后详细计算和分析了由位置偏差的比例调节,速度偏差的比例调节以及位置偏差的PID调节3种形式构成补偿电流时,补偿电流对系统阻尼特性的影响,并且给出了极点配置的方法和调节系数的选择依据。

关键词：步进电动机振荡有源阻尼控制