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基于降阶广义积分器的三相并网逆变器锁频环技术

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农村电气化 2018年第7期 8-13页

作者：钟建伟朱涧枫汤向华侯丽钢黄秀超张建业黄谋甫田家俊湖北民族学院湖北恩施445000 国网江苏海门市供电分公司江苏海门226100 国网湖北恩施供电公司湖北恩施445000

并网电流的质量是衡量并网逆变器性能的重要指标,快速而精确地检测电网频率和相位是控制并网电流的前提。在现有的频率锁定环(FLL)基础上提出了一种基于降阶广义积分器的改进型频率锁定环方法(这里称ROGI-FLL),该方法能够在电网电压不... 详细信息

并网电流的质量是衡量并网逆变器性能的重要指标,快速而精确地检测电网频率和相位是控制并网电流的前提。在现有的频率锁定环(FLL)基础上提出了一种基于降阶广义积分器的改进型频率锁定环方法(这里称ROGI-FLL),该方法能够在电网电压不平衡、谐波失真、直流偏移等条件下,提取电网电压和频率的正序和负序分量,在无锁相环的条件下直接用于并网电流控制策略,最后通过仿真和实验验证了该方法的可行性和效用性。

关键词：降阶广义积分器锁频环逆变器正负序分离并网电流控制

基于降阶矢量比例积分器的MMC-HVDC不平衡控制策略

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中国电机工程学报 2016年第13期36卷 3521-3533,3371页

作者：梁营玉张涛刘建政杨奇逊新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 北京四方继保自动化股份有限公司北京市海淀区100085 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京市海淀区100084

为提高模块化多电平高压直流输电系统在电网电压不平衡时的运行能力,提出一种新型不平衡控制策略。该策略在正向同步旋转坐标系下电流比例积分(proportional integral,PI)闭环控制的基础上引入以抑制负序电流、抑制有功波动或抑制无功... 详细信息

为提高模块化多电平高压直流输电系统在电网电压不平衡时的运行能力,提出一种新型不平衡控制策略。该策略在正向同步旋转坐标系下电流比例积分(proportional integral,PI)闭环控制的基础上引入以抑制负序电流、抑制有功波动或抑制无功波动为控制目标的辅助控制器,避免了电压、电流正负序分解和繁琐的指令电流计算。为实现上述3种控制目标,对二阶广义积分器(second order generalized integrator,SOGI)、降阶广义积分器(reduced order generalized integrator,ROGI)和降阶矢量比例积分器(reduced order vector proportional integrator,ROVPI)这3种控制器进行了研究对比。研究发现,SOGI作为辅助控制器将产生3次正序谐波,导致电流畸变;与ROGI相比,ROVPI具有更好的控制精度和相位裕度,因此选择ROVPI作为辅助控制器。仿真结果验证所提不平衡控制策略的正确性和有效性。

关键词：模块化多电平换流器不平衡控制二阶广义积分器降阶广义积分器降阶矢量比例积分器

不平衡电网下无刷双馈风电系统的虚拟同步发电机控制

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电网技术 2024年第6期48卷 2426-2435,I0049页

作者：金石梁帅施隆沈阳工业大学电气工程学院辽宁省沈阳市110870

无刷双馈发电机(brushless doubly-fed reluctance generator,BDFG)在风力发电领域有着广阔的应用前景。基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的无刷双馈风电系统具有一定的电网频率支撑能力,但在电网电压不平衡工况... 详细信息

无刷双馈发电机(brushless doubly-fed reluctance generator,BDFG)在风力发电领域有着广阔的应用前景。基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的无刷双馈风电系统具有一定的电网频率支撑能力,但在电网电压不平衡工况下运行性能较差。提出了一种不平衡电网工况下无刷双馈风电系统的虚拟同步发电机策略,来降低不平衡的电网电压对BDFG系统的影响;其核心思想为使用原有BDFG-VSG来控制正序分量,在功率绕组正向同步旋转坐标系下使用基于降阶广义积分器(reduced order generalized integrator,ROGI)的直接谐振控制调节负序分量。详细分析了电网电压不平衡对BDFG各电量的影响,据此提出了5种可供选择的优化目标,最后通过仿真验证了该策略的有效性。所提出的策略可抑制不平衡电网工况下BDFG的各电量中的负序分量或二倍频分量,无需计算负序电流的参考值,对电网具有友好性。

关键词：无刷双馈发电机不平衡电网虚拟同步发电机降阶广义积分器直接谐振控制

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不平衡及谐波电网下基于静止坐标系的并网逆变器直接功率控制

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电工技术学报 2016年第4期31卷 114-122,146页

作者：沈永波年珩浙江大学电气工程学院杭州310027

为提高电网不平衡及电网背景谐波下电压源并网逆变器的运行性能,以静止坐标系下并网逆变器数学模型为基础,提出不平衡及谐波电网下并网逆变器的直接功率控制策略,实现输出功率平稳或输出电流平衡且正弦的两个独立的控制目标。所提控制... 详细信息

为提高电网不平衡及电网背景谐波下电压源并网逆变器的运行性能,以静止坐标系下并网逆变器数学模型为基础,提出不平衡及谐波电网下并网逆变器的直接功率控制策略,实现输出功率平稳或输出电流平衡且正弦的两个独立的控制目标。所提控制策略使用降阶广义积分器实现对电网电压基频分量的快速准确提取,从而计算得到输出电流平衡且正弦控制目标下的功率参考补偿项。所提控制策略使用矢量比例积分谐振器实现对功率参考中波动分量的精确控制。最后通过构建并网逆变器实验系统,对所提控制策略的可行性和有效性进行了实验验证。

关键词：电网不平衡电网背景谐波电压源并网逆变器直接功率控制降阶广义积分器矢量比例积分控制器

船舶供电变流器柔性并/离网控制及输出电压谐波抑制策略

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电力自动化设备 2021年第8期41卷 161-168页

作者：王跃文宇良邓建华彭赟吕永灿钱正彦中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410083 上海中车汉格船舶与海洋工程有限公司上海200082

首先提出根据船舶供电变流器并/离网状态反馈分别进行电流控制、电压控制的模式切换控制方法,实现了离网模式下输出电压快速响应以及并网模式下与电网交互功率的可控转移;其次基于调幅、调频的预同步控制以及电压电流双闭环控制共用比... 详细信息

首先提出根据船舶供电变流器并/离网状态反馈分别进行电流控制、电压控制的模式切换控制方法,实现了离网模式下输出电压快速响应以及并网模式下与电网交互功率的可控转移;其次基于调幅、调频的预同步控制以及电压电流双闭环控制共用比例积分调节器,保证了控制模式切换时积分量的平滑过渡,实现了供电变流器柔性并/离网;然后引入基于多重降阶广义积分器(ROGI)并联的方法实现对输出电压不平衡以及5次和7次谐波的抑制,通过在离散域直接设计ROGI控制参数,避免了数字化过程导致控制器性能偏差;最后搭建了某型船舶直流组网电力推进系统供电变流器的实验平台对所提控制方法的正确性和有效性进行了验证。

关键词：船舶供电变流器并/离网控制柔性切换控制模式切换降阶广义积分器谐波抑制

不平衡负载条件下三相四桥臂变流器的改进分序控制

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高电压技术 2014年第8期40卷 2504-2512页

作者：周啸金新民唐芬童亦斌北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心北京100044

为改善独立供电系统中负载不平衡带来的电能质量问题,提出了一种适用于三相四桥臂变流器的改进正序、负序及零序独立控制策略。该方法包括基于降阶广义积分器的快速正负序分离,以及正序与负序双同步旋转坐标系下的闭环控制算法。针对零... 详细信息

为改善独立供电系统中负载不平衡带来的电能质量问题,提出了一种适用于三相四桥臂变流器的改进正序、负序及零序独立控制策略。该方法包括基于降阶广义积分器的快速正负序分离,以及正序与负序双同步旋转坐标系下的闭环控制算法。针对零序分量的基波频率脉动特性,采用比例谐振调节器对零序电压、电流进行控制,简化了原有的分序控制算法。仿真与实验结果表明,该控制方案能有效抑制负载不平衡带来的扰动,保持负载电压平衡。所采用的零轴控制可有效降低零序输出阻抗。且该方案较易实现,显著提高了独立供电系统的供电质量。

关键词：电能质量三相四桥臂变流器不平衡负载对称分量降阶广义积分器比例谐振调节器

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基于改进转子位置解调的旋转高频电压注入法

安徽大学学报（自然科学版） 2023年第2期47卷 51-58页

作者：何叶胡红明杨皓东杜晶玮武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070

传统的旋转高频电压注入法中的数字滤波器无法兼顾动态响应速度和滤波精度,可移植性差且占用CPU的资源较多.针对该问题,提出基于改进转子位置解调的旋转高频电压注入法.仿真实验结果表明:陷波器对基频和高频信号均有很强的跟踪能力;转... 详细信息

传统的旋转高频电压注入法中的数字滤波器无法兼顾动态响应速度和滤波精度,可移植性差且占用CPU的资源较多.针对该问题,提出基于改进转子位置解调的旋转高频电压注入法.仿真实验结果表明:陷波器对基频和高频信号均有很强的跟踪能力;转速突变后,该文改进方法的转速估计误差及角度估计误差均小于传统方法对应的误差;负载转矩突变后,该文改进方法的转速估计误差及角度估计误差均小于传统方法对应的误差.因此,该文改进方法具有有效性.

关键词：旋转高频电压注入数字滤波器陷波器降阶广义积分器

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APF与TSC混合系统控制方法研究

APF与TSC混合系统控制方法研究

作者：宿紫鹏浙江大学

学位级别：硕士

随着电力电子设备的应用日益广泛,其产生的谐波电流和无功功率会对电网造成污染,引发额外的功率损失和设备故障,带来严重危害,因此,谐波抑制与无功补偿的研究得到越来越广泛的重视,电力系统对能够同时进行谐波抑制和大容量无功补偿的电... 详细信息

随着电力电子设备的应用日益广泛,其产生的谐波电流和无功功率会对电网造成污染,引发额外的功率损失和设备故障,带来严重危害,因此,谐波抑制与无功补偿的研究得到越来越广泛的重视,电力系统对能够同时进行谐波抑制和大容量无功补偿的电力电子设备也有着广泛需求。本文设计一种基于小容量有源电力滤波器(APF)和多组晶闸管投切电容器(TSC)的混合补偿系统,结合了APF响应迅速、补偿精度高和TSC容量大、成本低的优点,通过APF和TSC的协同配合,实现连续、精确的谐波抑制和无功补偿,并对混合系统的控制方法进行了深入探讨和研究。首先建立了混合系统的数学模型,并对TSC电抗率的选取进行了讨论,在此基础上分析了电流补偿系数、TSC电抗率和电网电感对系统稳定性的影响。然后介绍了常用电流控制方法的基本原理,并设计两种应用于混合系统的电流分频控制方法。针对三相对称的情况,设计一种基于PI和PR的电流分频控制方法,将谐波与无功电流按照频率和性质使用独立的PI或PR控制器进行控制,达到较高的控制精度。针对电网谐波成分比较复杂或处理器资源有限的情况,设计一种基于降阶广义积分器(ROGI)的电流分频控制方法,对电网电流中的基波有功分量、基波无功分量和各次谐波分量使用独立的ROGI单元进行控制,减小了系统开销,具有较高的自由度和谐波选择特性。针对传统固定延时投切方法应用于混合系统时出现的暂态响应差、TSC混乱投切等问题,提出一种基于开关表决策的投切控制方法,在不增加负载电流传感器的条件下,运用多种开关表切换、电流变化率阈值设置和过零检测等手段,可有效避免TSC的混乱投切,并减小APF输出电流的负担,改善投切过程中的电能质量。最后搭建了混合系统的硬件平台,对关键参数选取、硬件选型、控制电路设计和软件设计等进行了讨论,并通过实验验证了所提电流控制方法和投切控制方法的有效性。

关键词：有源电力滤波器晶闸管投切电容器谐波抑制无功补偿降阶广义积分器电流分频控制方法投切控制方法

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级联型固态变压器的不平衡补偿控制策略研究

级联型固态变压器的不平衡补偿控制策略研究

作者：姚云枭燕山大学

学位级别：硕士

固态变压器(Solid State Transformer,SST)曾被麻省理工大学誉为十大新兴技术之一,在智能电网和能源互联网领域引起了广泛关注。当SST的网侧电压或三相负载不平衡时,输入端产生的负序电流会对电网造成污染。为了提高SST应对不平衡工况... 详细信息

固态变压器(Solid State Transformer,SST)曾被麻省理工大学誉为十大新兴技术之一,在智能电网和能源互联网领域引起了广泛关注。当SST的网侧电压或三相负载不平衡时,输入端产生的负序电流会对电网造成污染。为了提高SST应对不平衡工况的能力,本文提出了一种基于降阶广义积分器(ROGI)的不平衡补偿控制方法。所做的主要研究工作如下:首先阐述课题的研究背景和意义,综述固态变压器技术的发展过程和研究现状,并对SST不平衡补偿方面的研究进行重点归纳。在此基础上,针对一种典型的级联型SST拓扑,对输入级、隔离级和输出级进行建模分析。随后,建立级联型SST在三相不平衡下的数学模型,并提出一种基于ROGI调节器的不平衡补偿策略,通过在输入级的解耦控制环节中嵌入一个ROGI调节器,对网侧的负序电流进行抑制。然后结合ROGI的传递函数,分析所提补偿控制策略的可行性,并根据各级的控制目标,设计级联型SST的不平衡补偿控制方案,再结合高压直流电容电压的上下限约束,确定所提控制方法的不平衡补偿范围。最后,设计级联型SST的主电路参数,并基于Matlab/Simulink搭建一台三相星形连接的三模块级联SST仿真模型,针对网侧电压和负载对称、网侧电压和负载不对称、网侧电压严重跌落三种工况进行仿真分析,验证本文所提不平衡补偿控制策略的有效性。仿真结果表明,与传统的基于双dq坐标系的分序补偿控制法相比,该方法具有更优的稳态和动态补偿效果。

关键词：固态变压器级联H桥不平衡补偿降阶广义积分器负序电流抑制