电网不平衡下VIENNA整流器控制方法研究

发布时间：2021-08-17 03:07

　　随着工业的不断发展,为了满足日益增长的用电需求并适应复杂多变的用电环境,大量电力电子设备在大电网中得到了广泛的应用。传统的相控整流器和二极管整流器虽然在大功率场合普遍应用,但会导致网侧电流低次谐波增加、功率因数较低,造成电能质量下降。在具有功率因数校正功能的整流拓扑中,三相三电平VIENNA整流器具有以下优势:1)功率器件承受的电压应力为输出直流电压的一半;2)输入电流总谐畸变率低;3)控制电路相对简单。因此VIENNA整流器广泛应用于有源滤波器、航空电源、风力发电等场合。由于外界干扰、参数不对称和三相负荷波动等多方非理想因素的影响,造成了电网的三相电压不平衡,因此如何实现电网不平衡条件下VIENNA整流器的平稳运行,同时改善电能质量成为了整流器运行控制的关键。本文针对电网电压不平衡条件下的三相三电平VIENNA整流器控制策略进入了深入研究,将从以下几个方面展开:首先,对VIENNA整流器的拓扑结构和工作原理进行了分析,基于瞬时功率理论,在电网电压平衡和不平衡两种条件下,分别建立了αβ坐标系及dq坐标系下的整流器数学模型。其次,基于VIENNA整流器的数学模型,本文设计了电网电压平衡条... 

【文章来源】：重庆理工大学重庆市

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

稳态运行时采用滑模变结构控制系统的直流侧电压波形

重庆理工大学硕士学位论文2800.050.10.150.20.250.3100200300400500600700800t(s)Udc(V)传统PI控制ADRC+滑模图3.12直流负载突变时两种控制直流侧电压的仿真结果对比ADRC+滑模传统PI控制00.050.10.150.20.250.3t(s)640600680720760800Udc(V)图3.13局部放大后两种控制直流侧电压的仿真结果对比可以看出，在稳态情况下，基于滑模变结构的控制策略实现了VIENNA整流器的单位功率因数运行，具备良好的动态响应性能；在负载扰动的情况下，传统PI虽然可以恢复过渡到新的稳态过程，但电压降落幅度较大，且响应速度慢；基于滑模变结构的控制策略可以更快过渡到新的稳态多次，且电压降落幅度较小，验证了其良好的鲁棒性和抗干扰性。3.4本章小结本章内容围绕电网平衡条件下三相三线制VIENNA整流器展开。首先介绍了VIENNA整流器的PI控制器设计和基于滑模变结构控制器的设计过程。其中，PI控制器采用传统的电流内环和电压外环结构；基于滑模变结构的控制器则是采用了

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本文编号：3346933