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LCL滤波的PWM整流器新型控制策略

电工技术学报 2007年第2期22卷 74-77页

作者：张宪平林资旭李亚西许洪华中国科学院电工研究所

为了减少PWM整流器开关频率附近高次谐波的含量,采用三次LCL滤波器。但考虑到LCL滤波器存在谐振问题,如果控制策略不合适会导致系统不稳定,且增大输入电网电流的谐波畸变率,提出基于虚拟电阻思想的控制策略。采用控制算法取代阻尼电阻... 详细信息

为了减少PWM整流器开关频率附近高次谐波的含量,采用三次LCL滤波器。但考虑到LCL滤波器存在谐振问题,如果控制策略不合适会导致系统不稳定,且增大输入电网电流的谐波畸变率,提出基于虚拟电阻思想的控制策略。采用控制算法取代阻尼电阻的作用,增加系统的稳定性。此外对LCL滤波的三相电压型PWM整流器的完全和低频数学模型进行了详细分析,并对控制器的设计提出了理论指导。最后的仿真结果证明所提出的控制策略正确可行。

关键词： PWM整流器 LCL滤波器谐振有源阻尼虚拟电阻

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可适应宽频带的抗混叠有源阻尼控制策略

中国电机工程学报 2015年第20期35卷 5310-5316页

作者：孙素娟翟炜瞿兴鸿程谦毛亚辉国网电力科学研究院江苏省南京市210003

针对LCL型并网逆变器的谐振问题，该文从离散控制的角度分析了谐振机理，得出控制器运算时间带来的滞后影响了系统相频特性，使其不满足奈奎斯特稳定判据而失稳。虚拟电阻法是解决LCL谐振问题的一种有效而稳定的方法，但在工业应用中存... 详细信息

针对LCL型并网逆变器的谐振问题，该文从离散控制的角度分析了谐振机理，得出控制器运算时间带来的滞后影响了系统相频特性，使其不满足奈奎斯特稳定判据而失稳。虚拟电阻法是解决LCL谐振问题的一种有效而稳定的方法，但在工业应用中存在电容电流欠采样导致的混叠问题。选择合理的滤波器可以解决混叠问题，但其带来的相位滞后影响了阻尼效果甚至为系统带来负阻尼，针对这一问题该文提出了带超前补偿的虚拟电阻有源阻尼法。另外，实际系统通常是多台逆变器经LCL并联，系统存在从单机谐振频率到多机谐振频率宽频率范围的谐振，该文基于1．5MW逆变器试验平台，通过改变并联滤波电容组数进行了谐振频率670～1230Hz的阻尼实验。实验结果证明了所提方法的有效性，以及对宽频率范围的适应性。

关键词： LCL滤波器有源阻尼虚拟电阻超前补偿混叠

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基于GPS的同步定频微网功率精确均分策略

电力电容器与无功补偿 2022年第2期43卷 164-171页

作者：李柏君边敦新赵艳雷山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255022

针对低压微网孤岛状态下采用下垂控制时逆变器产生的频率偏移、功率无法精确均分、输出电压跌落等问题,提出了一种基于GPS的同步定频微网功率均分控制策略。首先通过分析逆变器并联系统的环流特性和功率分配特性,确定了影响功率分配和... 详细信息

针对低压微网孤岛状态下采用下垂控制时逆变器产生的频率偏移、功率无法精确均分、输出电压跌落等问题,提出了一种基于GPS的同步定频微网功率均分控制策略。首先通过分析逆变器并联系统的环流特性和功率分配特性,确定了影响功率分配和产生环流的因素,然后从消除电压相位差和减小线路阻抗差异对功率分配的影响入手,利用GPS秒脉冲计算生成旋转坐标系的同步相角,产生相位相同和频率固定(50 Hz)的输出电压,同时引入虚拟电阻减小线路阻抗差异对功率分配的影响,并给出虚拟电阻的具体选取方法,最后引入幅值补偿环节补偿了虚拟电阻造成的压降。通过Matlab仿真验证了本文所提的控制策略的功率均分效果更好。

关键词：同步定频功率均分虚拟电阻幅值补偿

瞬时环流反馈均流策略在EAST快控电源中的应用

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核聚变与等离子体物理 2015年第1期35卷 51-56页

作者：徐超高格刘辉中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

在EAST快控电源中采用瞬时环流反馈引入虚拟电阻的均流控制策略,可大大增加并联逆变器之间等效输出阻抗的实部,有效提高对环流低频分量的抑制能力。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性和有效性。

关键词：快控电源逆变器环流虚拟电阻

双馈风电机组次同步振荡自主学习控制方法设计

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环境技术 2023年第12期41卷 116-122页

作者：李宗泽胡桂军河北新天科创新能源技术有限公司张家口075000

我国风能资源丰富,但源荷逆向分布的空间矛盾突出,大规模远距离输电是消纳风电机组的必然方式。为提高风电机组输电能力,常采用串联补偿技术,但也会引入次同步振荡(SSO)的风险。由于同步振荡是一个典型的多因素耦合影响的结果,属于典型... 详细信息

我国风能资源丰富,但源荷逆向分布的空间矛盾突出,大规模远距离输电是消纳风电机组的必然方式。为提高风电机组输电能力,常采用串联补偿技术,但也会引入次同步振荡(SSO)的风险。由于同步振荡是一个典型的多因素耦合影响的结果,属于典型的少约束下最优解问题。提出基于多目标深度学习的双馈风电机组次同步振荡控制方法。深度分析双馈风电机组中产生次同步振荡的关联因素。分析双馈风电机的转差率、转子电压与定子电压之间的关系,推导出转差率作为不同频率范围下,次同步振荡控制的约束条件。设计深度学习模型,建立输入层、隐含层和输出层,输入次同步振荡特征并实施串联补偿,利用附加阻尼实现振荡控制。实验结果证明:该方法依托DSP完成的电路设计,降低了双馈风电机组次同步振荡幅值,次同步振荡控制时间最高为14ms,说明研究方法能快速并准确的实施次同步振荡抑制控制。

关键词：次同步振荡深度学习双馈风电机控制研究虚拟电阻风电并网

一种基于转移矩阵的交直流系统小信号建模方法

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电力建设 2017年第8期38卷 123-128页

作者：张利东曹昕韩民晓 ABB合作研发中心瑞典维斯特罗斯市72178 华北电力大学北京市102206

随着电力系统中大功率电力电子换流器的大规模使用,电力系统的建模和稳定分析变得更加具有挑战性。首先提出了一种基于转移矩阵的交直流电力系统小信号建模方法,其特点是显性定义了一个电力系统的被控对象,即文中定义的雅克比转移矩阵(J... 详细信息

随着电力系统中大功率电力电子换流器的大规模使用,电力系统的建模和稳定分析变得更加具有挑战性。首先提出了一种基于转移矩阵的交直流电力系统小信号建模方法,其特点是显性定义了一个电力系统的被控对象,即文中定义的雅克比转移矩阵(Jacobian transfer matrix,JTM)。其次建立了一个电压源换流器(voltage source converter,VSC)连接交流电压源的电力系统,使用雅克比转移矩阵建模法进行分析,发现雅克比转移矩阵法适用于电力系统低频稳定问题,并且发现随着负荷角的增加,雅克比转移矩阵的零点向原点移动,零点到达原点过程中画出的轨迹刚好对应相量法中的功角和电压稳定边界。在研究电力系统谐振问题的过程中,使用雅克比转移矩阵建模法建立了系统的小信号模型。使用高通滤波器HHP(s)为谐振极点提供虚拟阻尼。研究发现,随着HHP(s)的电流控制增益逐渐增大,雅克比转移矩阵的谐振极点逐渐移向左半平面,系统的稳定性增强。同时,这种阻尼效应对交流系统的任何谐振频率都适用。

关键词：交直流系统雅克比转移矩阵(JTM) 稳定性反馈控制零极点高通滤波器虚拟电阻

基于SWISS整流器的新型LC滤波器阻尼控制策略

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电力系统及其自动化学报 2018年第6期30卷 120-126页

作者：姜燕李湖胜黄守道罗德荣高剑湖南大学电力推进与伺服传动教育部重点实验室长沙410082

SWISS整流器是一种新型三相降压型功率因数校正整流拓扑,适合于高功率电动汽车充电场合。为了达到单位功率因数运行,SWISS整流器的输入电流应尽可能地跟踪其电压,其电流总谐波失真(THD)应满足相关要求。结合SWISS整流器的工作原理,分析... 详细信息

SWISS整流器是一种新型三相降压型功率因数校正整流拓扑,适合于高功率电动汽车充电场合。为了达到单位功率因数运行,SWISS整流器的输入电流应尽可能地跟踪其电压,其电流总谐波失真(THD)应满足相关要求。结合SWISS整流器的工作原理,分析了网侧电流畸变和振荡是由于LC滤波器在其共振频率下阻尼因数很小而引起的。构建LC滤波器传递函数并利用系统传递函数等效原则,提出了一种适用于SWISS整流器的虚拟电阻阻尼控制方法。对比虚拟阻尼控制策略与传统的无源阻尼控制可知,虚拟电阻控制策略显著降低了THD,不消耗系统能量,还有助于提高了系统的可靠性和效率。在PLECS软件中,搭建SWISS整流器输入LC滤波的虚拟阻尼控制仿真模型,仿真和实验结果证明所提出的控制策略正确、有效、可靠。

关键词： SWISS整流器 LC滤波虚拟电阻总谐波失真

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基于分数阶重复PI控制的并网逆变器设计

电源学报 2018年第2期16卷 144-150页

作者：邹叶陈嵘沈正斌李鹏郭有贵湘潭大学控制工程研究所湘潭411105

针对三相LCL型并网逆变器并网电流中存在周期性谐波以及滤波电路产生谐振尖峰的问题,提出一种基于分数阶相位超前法的重复PI复合控制方案。采用分数阶相位超前设计,克服整数阶相位超前法相位校正精确度不高的问题,保证系统的稳态输出特... 详细信息

针对三相LCL型并网逆变器并网电流中存在周期性谐波以及滤波电路产生谐振尖峰的问题,提出一种基于分数阶相位超前法的重复PI复合控制方案。采用分数阶相位超前设计,克服整数阶相位超前法相位校正精确度不高的问题,保证系统的稳态输出特性;将LCL滤波器中电容并联的电阻进行等效,替代重复控制补偿器中的低通滤波器,简化重复控制器的参数设计;在重复控制器中叠加PI控制,克服了重复控制器动态响应差的问题。通过仿真分析和实验验证,结果表明该方法提高了系统的稳态性能和动态响应速度。

关键词：并网逆变器分数阶相位超前虚拟电阻重复PI控制

提高暂态响应的微网孤岛模式下新型功率均分控制策略

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可再生能源 2018年第5期36卷 707-712页

作者：任凤娟陈会鸽郑州城市职业学院机电工程系河南郑州452370 黄河科技学院机电工程学院河南郑州450001

孤岛模式下,微网中并联的逆变器通常采用功率均分的下垂控制策略,但该策略暂态响应较慢。文章针对此问题,设计了一种新型控制策略。首先,对传统的功率均分下垂算法进行分析,设计了虚拟电阻回路,并用锁相环代替了下垂控制回路,克服了传... 详细信息

孤岛模式下,微网中并联的逆变器通常采用功率均分的下垂控制策略,但该策略暂态响应较慢。文章针对此问题,设计了一种新型控制策略。首先,对传统的功率均分下垂算法进行分析,设计了虚拟电阻回路,并用锁相环代替了下垂控制回路,克服了传统下垂控制暂态响应慢、设计复杂和稳定裕度有限等缺点。该策略在线路阻抗对称和不对称时,都具有很好的负载均分能力。最后,搭建了小功率微网试验平台,试验结果验证了新型控制策略的有效性。

关键词：微网逆变器并联下垂控制虚拟电阻