三相脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因具有电流正弦化、功率因数高、能量可双向流动和直流电压可调的优势被广泛应用于有源电力滤波、可再生能源并网发电、高压直流输电等工业领域。论文以三相两电平电压型PWM整流器为研究对象,对新型无网压传感器预测直接功率控制(Predictive direct power control,PDPC)策略进行了深入研究。首先,介绍三相PWM整流器的工作原理及坐标变换关系,建立基于功率控制方法的数学模型。针对网压传感器采样过程复杂,额外成本高等问题,在分析改进型二阶广义积分器(Second-order generalized integrator,SOGI)和三阶广义积分器(Third-order generalized integrator,TOGI)原理的基础上,提出两种可应用于三相PWM整流器的网压估算方法,即基于改进型SOGI和TOGI的新型无网压传感器算法。其次,介绍αβ、dq坐标系下传统PDPC模型,并针对传统PDPC策略存在的稳态误差问题,引入基于内模原理的补偿校正方法对该策略进行优化。接着,分析电网电压不平衡情况下基于瞬时功率理论的数学模型,明确了网压不平衡情况下传统PDPC策略存在2倍频功率波动、输入电流谐波高的问题;借助扩展pq理论,提出一种适用于网压不平衡情况下的新型无网压传感器PDPC策略。最后,利用MATLAB/Simulink仿真平台验证所提出方法的可行性和正确性。本文所提出方法分别采用改进型SOGI和TOGI,均可直接估算电网电压,避免虚拟磁链的计算,实现简单。此外,相较于瞬时功率理论,利用扩展pq理论建立的模型无需网压相位检测、旋转坐标变换和电网电压、电流的正负序列提取环节,极大简化了控制结构。仿真结果表明,与传统PDPC策略相比,所提出方法在网压平衡及不平衡情况下均能使三相PWM整流器中输入电流接近正弦波,瞬时功率实际值无误差跟随参考值变化且消除了2倍频功率波动。
三相脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)整流器中,当电网电压不平衡时,传统的预测直接功率控制(predictive direct power control,PDPC)策略导致输入电流严重畸变,另外,网压传感器使整个系统变得更复杂,且耗费成本。为了改善PWM整流...
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三相脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)整流器中,当电网电压不平衡时,传统的预测直接功率控制(predictive direct power control,PDPC)策略导致输入电流严重畸变,另外,网压传感器使整个系统变得更复杂,且耗费成本。为了改善PWM整流器输入电流质量,并降低系统成本,将基于改进型二阶广义积分器(second-order generalized integrator,SOGI)的无网压传感器算法与PDPC策略相结合,采用改进型二阶广义积分器产生同频率的正交信号,估算电网电压,实现无网压传感器PDPC。根据扩展pq理论分析电网不平衡情况下产生有功、无功功率二倍频振荡的原因,在此基础上推导出了消除功率振荡的整流器交流侧电压方程,进而通过空间矢量调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)确定开关状态。在仿真平台对所提方法在电网平衡和不平衡情况下进行仿真,仿真结果表明,所提方法降低了不平衡电网对输入电流波形的影响,消除了功率二倍频振荡,准确估算电网电压,实现电网平衡和不平衡情况下的正常工作,通过对比这2种情况下的仿真结果,验证了该方法的有效性。
针对三相PWM(pulse width modulation)整流器预测直接功率控制(predictive direct power control,PDPC)策略中,数字处理过程存在的延迟问题,设计两步预测方法消除延迟,并设计反馈校正环节对传统PDPC策略中参考功率不准确的问题进行修正...
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针对三相PWM(pulse width modulation)整流器预测直接功率控制(predictive direct power control,PDPC)策略中,数字处理过程存在的延迟问题,设计两步预测方法消除延迟,并设计反馈校正环节对传统PDPC策略中参考功率不准确的问题进行修正,消除实际功率与参考功率之间存在的偏差.另外,在三相PWM整流器中,网压传感器使整个系统变得更复杂且耗费成本,因此采用改进型二阶广义积分器(second-order generalized integrator,SOGI)产生同频率的正交信号估算电网电压,并将基于改进型SOGI的无网压传感器算法应用于优化后的PDPC策略中.在仿真平台对所提方法进行仿真,结果表明所提方法消除了功率跟踪偏差,准确估算了电网电压.通过对比传统与优化后的PDPC策略仿真结果,验证了所提方法的有效性.
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