不平衡电网条件下省去功率补偿的PWM整流器三矢量模型预测控制

发布时间：2021-04-25 12:45

　　PWM整流器由于功率因数高、能量双向流动等特点,在超导储能和统一潮流控制器等场合得到广泛应用。多数PWM整流器的控制策略是基于平衡电网进行设计的,但是实际电网电压往往是不平衡的,这会使得装置出现常一些异常运行状态,主要表现为网侧电流谐波增加和直流电压波动增加,严重情况下可能会损坏装置。因此研究不平衡电网下的PWM整流器的控制策略很有价值。首先,介绍了不平衡电网下的功率参考补偿的原理,为了简化不平衡电网条件下PWM整流器的控制结构,引入新无功功率定义使不平衡电网无功功率参考值与平衡电网无功功率参考值统一为零,从而省去了传统不平衡控制方案中的无功功率补偿通道。其次,通过对三矢量模型预测控制的矢量作用时间分析,发现矢量作用时间存在冗余性。通过计算特定的合成矢量作用时间就可以复原所有合成电压矢量的作用时间,避免了使用单矢量模型预测算法进行辅助,减轻了算法的计算量。通过对比仿真分析证明了所研究的控制策略的正确性和有效性。最后,搭建了 2kWPWM整流器实验平台,进行了对比实验研究。实验结果表明,所提方案可以获得与基于功率补偿的不平衡电网PWM整流器控制方案基本一致的控制效果,但是系统结构更加简单... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 平衡电网下整流器控制策略的研究现状
        1.2.2 不平衡电网下整流器控制研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 平衡电网下的三矢量模型预测功率控制
    2.1 PWM整流器数学模型
        2.1.1 三相abc静止坐标下数学模型
        2.1.2 两相αβ静止坐标系下数学模型
    2.2 功率及其导数计算
        2.2.1 瞬时功率计算
        2.2.2 功率导数计算
    2.3 模型预测控制算法
        2.3.1 空间电压矢量集合
        2.3.2 三矢量模型预测控制原理
3 不平衡电网下省去功率补偿的三矢量模型预测功率控制
    3.1 不平衡电网电压下的功率参考和功率导数
        3.1.1 不平衡电网下的功率参考
        3.1.2 不平衡电网下的功率导数
    3.2 功率补偿方案和新无功功率方案的等价性
        3.2.1 功率关系
        3.2.2 功率导数关系
        3.2.3 等价性
    3.3 所提的快速电压矢量选择
    3.4 延时补偿
    3.5 对比仿真分析
4 实验研究
    4.1 实验平台介绍
    4.2 控制系统软件
        4.2.1 主程序
        4.2.2 中断程序
    4.3 实验结果及分析
        4.3.1 稳态性能对比分析
        4.3.2 动态性能对比分析
5 结论及展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模型预测的PWM整流器直接功率控制[J]. 蒋文娟,涂宏庆.  电气传动. 2020(04)
[2]表贴式永磁同步电机磁链和转矩无差拍控制系统[J]. 李耀华,周逸凡,赵承辉,秦玉贵,杨启东,任佳越.  电机与控制应用. 2020(01)
[3]基于虚拟阻抗的虚拟同步整流器三相不平衡控制策略[J]. 缪惠宇,梅飞,张宸宇,杨赟,郑建勇.  电工技术学报. 2019(17)
[4]电网不平衡下维也纳整流器控制研究[J]. 王艳霞,陈长生.  电气传动. 2018(08)
[5]基于不平衡电网条件下的整流器预测直接功率控制[J]. 李坤奇,张斌,许伟奇,路小娟.  现代电子技术. 2018(11)
[6]三相电压型PWM整流器双开关表控制[J]. 郭旭刚,孔龙飞,王志良.  电力电子技术. 2018(04)
[7]电网电压不平衡情况下三相并联型PWM整流器的控制策略[J]. 张学,裴玮,邓卫,范士雄,刘幸蔚,孔力.  电网技术. 2018(01)
[8]虚拟同步整流器的不平衡电压改进控制[J]. 缪惠宇,郑建勇,顾盼盼,杨赟.  电力工程技术. 2017(05)
[9]基于一种新型锁相环的三相PWM整流器矢量控制[J]. 李文芳,焦妍,刘星平.  电气传动. 2017(08)
[10]电网不平衡下PWM整流器滑模变结构控制[J]. 严广,蔡世冠,张旭,李传号.  电力电子技术. 2017(01)



本文编号：3159409