摘要：在常规的三相整流器控制器设计中，一般均假设三相电网电压平衡，然而当实际电网不平衡时，传统双闭环控制策略将使直流侧出现严重的二次谐波功率从而严重影响整流器输出品质．鉴于此，本文在分析PWM整流器数学模型和电网不平衡条件的基础上，圮压外环采用模糊PI控制，提高直流侧电压动态响应速度，电流内环采用无需进行正负序分解的正、负序电流独立控制策略，实现了不平衡电网下对三相PWM整流器的双闭环控制．仿真结果表明：所设计的控制方法保证了在不平衡条件下直流侧电压快速地稳定，有效抑制了直流侧二次谐波，提高了整流器的运行性能．

摘要：Y型模块化多电平换流器(Y-typemodularmultilevel converter,Y-MMC)为一种能在大功率、高压场景下实现交交变换的结构,该结构制造成本低,在海上风电领域具有良好前景。当Y-MMC在传输中受不平衡故障的干扰时,输电质量下降,特别是采用传统PI控制这类线性控制方法时存在抗干扰能力弱、响应慢、精确度低及其PI参数动态整定困难等问题,为了提高实际应用中非理想条件下Y-MMC的鲁棒性、快速性、精确性和适应性,该文提出了不平衡工况下Y-MMC低频侧、工频侧电流的Lyapunov非线性控制策略。首先,分析Y-MMC电路结构,推导出其解耦模型;然后,对电压、电流进行正负序分离,设计Y-MMC的正、负序Lyapunov控制的数学表达式;最后,在Matlab/Simulink仿真平台上进行仿真分析,并把该文所提的Lyapunov控制与常规的PI控制相比较,验证了该文所提Lyapunov非线性控制方法用于不平衡工况下Y-MMC控制的可行性和优越性。

摘要：针对模块化多电平变流器(MMC)-统一潮流控制器(UPFC)采用的控制方法存在的问题,本文提出了一种基于MMC-UPFC的反演控制(BSC)与滑模控制(SMC)组合而成的反演-滑模控制(BSC-SMC)非线性控制策略,这种控制策略既保留了SMC的抗干扰能力强等性能,也兼具BSC响应速度快等优点。首先,根据MMC-UPFC的拓扑结构,建立并联侧MMC变换器、串联侧MMC变换器的数学模型;其次,在不平衡条件下进行了正、负序分解,并设计了MMC-UPFC在不平衡条件下BSC-SMC控制器,并证明了控制系统的稳定性;最后,在MATLAB/Simulink软件平台搭建MMC-UPFC仿真模型进行仿真验证,通过把本文所提BSC-SMC控制策略与PID控制策略在接收端电源电压单相跌落、串联侧注入电压两种不同工况下进行了仿真比较,验证了BSC-SMC控制策略除具有SMC控制策略的抗扰性强特点外,还同时具有BSC控制策略的响应速度快和超调量小特点,且本文控制系统的稳定性更强、鲁棒性更好,从而验证了本文所提BSC-SMC控制策略的有效性和优越性。

摘要：为提高模块化多电平型统一潮流控制器(MMC-UPFC)对于不平衡电网的治理能力,提出基于反馈线性化的滑模控制策略.该策略利用反馈线性化理论对UPFC数学模型进行完全解耦,为进一步提高系统的抗干扰能力及动态稳定性,在此模型的基础上使用滑模控制对解耦后的系统设计控制律.通过建立仿真模型并与PIR控制进行对比,结果表明所提反馈线性化滑模控制对于不平衡电网的治理更具优越性.

摘要：在中高压大功率PWM整流器中,降低整流器功率器件的开关频率能够显著降低系统工作过程中的功率损耗,然而低开关频率运行将导致整流器网侧电流畸变率升高,电能质量下降,在电网电压不平衡时这种现象更为突出。针对上述问题,提出一种基于顺序模型预测控制的低开关频率运行方法。该方法结合瞬时功率补偿策略,通过对不平衡电网条件下整流器的功率分析获得功率参考值,采用顺序模型预测控制思想,设计双评价函数在降低整流器开关频率的同时降低了网侧电流畸变率,减小了有功功率波动。该方法可以在两相静止坐标系下实现,结构简单,计算量小,且取消了传统模型预测控制中的权重因子。仿真和实验结果验证了理论研究和所提方法的有效性和可行性。

摘要：针对电网三相不平衡时,常用锁相环方法存在电压测量偏移降低,检测准确度和抗低次谐波干扰能力弱的问题,提出一种基于改进型二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)的三相锁相环设计方案。分析了SOGI可提取出电压正序基波分量的原理;通过对SOGI进行频域特性分析,找到传统SOGI抗直流分量和低次谐波干扰能力弱的原因。据此,提出一种能消除直流分量影响的改进型SOGI结构,并以此改进型SOGI为基础通过多个并联来达到消除低次谐波干扰的目的;利用PSCAD软件对基于传统型SOGI的锁相环、基于单个改进型SOGI的锁相环、基于多个改进型SOGI并联的锁相环进行多项对比仿真,仿真结果证明了所提锁相方案的有效性。

摘要：在不平衡电网条件下,为实现电压源型PWM整流器(voltage source PWM rectifier,VSR)的网压自传感控制,通过延迟法来实现不平衡电网条件下的网侧电流正、负序分量提取,实现了网侧电流正弦化;用虚拟磁链重构网侧电压,实现了不平衡电网下三相VSR网侧电压的自传感检测;针对传统PI控制动态响应慢、纹波大等缺点,采用神经网络控制器替代电压外环和电流内环中的传统PI控制器,设计了基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络自适应调整PI参数的控制系统结构。系统仿真结果表明,系统具有动态响应快、低纹波等优点。

摘要：无差拍预测直接功率控制(DBP-DPC)具有控制简单、动态响应快等优点,但由于Vienna整流器在电网不平衡时其运行范围会受到限制,所以传统DBP-DPC并不适用于电网不平衡的场合。这里主要针对Vienna整流器在不平衡电网下的DBP-DPC展开研究。首先根据电网的不平衡程度将电网分为两类,并分别采用两种不同的控制目标,在此基础上提出一种多目标补偿DBP-DPC方法,针对不同的控制目标采取不同的功率补偿,从而拓宽了Vienna整流器在不平衡电网下的稳定工作范围,最后通过实验验证了所提控制方法的有效性。

摘要：电网电压不平衡时,脉宽调制(PWM)整流器网侧电流产生大量谐波,导致电能质量下降,此外,当负载突变时,系统将长时间处于暂态运行。针对上述问题,这里提出一种基于自抗扰控制器(ADRC)的改进的有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)方法。该方法通过对不平衡电网下的网侧功率分析获得新的功率参考值,以此设计评价函数,降低整流器网侧电流畸变率,减小有功功率波动。另外,为提高系统鲁棒性,采用ADRC跟踪电压参考值,提升负载突变时的系统暂态性能,并通过仿真和实验验证所提方法的有效性。

摘要：三相脉宽调制(PWM)整流器具有网侧电流正弦化、高功率因数和能量双向传输等优越性能,在电机传动、电能质量控制等领域广泛应用。随着可再生能源发电装机容量不断提高,随机性、间歇性特征造成电网三相不平衡现象频现,直接影响PWM整流器高性能、高可靠运行。为此,这里提出不平衡电网条件下PWM虚拟电阻等效控制方法,在对不平衡电网下PWM整流器瞬时功率特征分析的基础上,引入虚拟共模电阻和差模电阻概念,并设计共模电阻调节器(CMR)和差模电阻调节器(DMR),实现稳态平均功率调节和差异化暂态目标调节,包括恒有功功率、对称输入电流和恒无功功率等。最后,基于10 kW测试样机对虚拟电阻等效控制方法进行测试与分析,与传统不平衡电网条件下PWM整流器控制方案相比,所提方法无需电网电压传感器和电路参数,系统成本低且具备更高的鲁棒性和可靠性。