基于LCL型光伏并网电流谐波抑制的控制方案

新能源光伏发电并网系统中的逆变器、非线性负载以及变压器等器件产生的谐波,会影响电能质量和安全。为了抑制系统中的谐波,使输出电流很好地跟踪并网电压,实现输出电流的稳定性,提出一种带锁相环和电压反馈双电流环的LCL型光伏并网逆变器谐波抑制方法。对逆变器控制系统进行分析,建立数学模型,通过MATLAB/Simulink搭建仿真系统。仿真结果证明:该方法可以有效抑制谐波,提高电能的供电质量,满足新能源光伏并网系统对电流谐波畸变率的要求。     

两种谐波电流检测方法的Matlab仿真对比分析

分析了基于瞬时无功功率理论的三相电路谐波电流检测的两种算法,并根据算法原理利用MATLAB/Simulink在不同电压条件下进行了仿真对比研究。理论分析和实验结果表明,在电压未发生畸变条件下,p-q法和ip-iq法均适用,而在电压发生畸变条件下,用p-q法的检测结果有明显误差,并且电压畸变越严重,误差越大;用ip-iq法的检测结果有少许误差,但在一定范围内仍然适用。     

浅谈电网中各电压等级下的谐波电压问题

对国家标准GB／T14549－93《电能质量 公用电网谐波》中谐波电压限值的确定作了说明。分析了0．38kV电压等级的电压总谐波畸变率限值取5％为国家标准的合理性。提出了相邻各电压等级总谐波畸变率限值所应取比值的计算式。并结合我国电网枢纽点额定容量和短路容量的平均情况，提出了一个典型的、包含0．38、10、35、110kV以及220kV各电压等级的供电网络接线。参照其计算结果，确定了其它电压等级总谐波畸变率限值。     

p-q和ip-iq两种谐波检测方法的仿真对比

针对基于瞬时无功功率理论的p-q和ip-iq两种谐波检测方法建立了仿真模型,并在电网电压有无畸变时进行了仿真和对比。结果表明,ip-iq法在电网电压有无畸变时均能从负载电流中准确地将谐波检测出来,而p-q法只在电网电压无畸变时,才能将负载电流中的基波分量和谐波分量有效地分离开。本研究为在谐波抑制中合理选取谐波检测方法提供了理论依据。     

中点箝位型三电平光伏并网逆变器控制

为了提高中点箝位型(NPC)三电平光伏逆变器系统控制性能和输出并网性能,以两级式NPC三电平光伏逆变器发电系统为研究对象,分析了光伏电池的输出特性,并选择60°坐标系下的SVPWM控制方案,使用Matlab对系统控制策略和MPPT控制进行了仿真,结果表明系统控制性能良好。搭建了双CPU硬件实验平台进行实验,结果表明,系统有良好的电网电压的跟踪性能,且系统动态响应快,并网输出电流波形正弦度好,总谐波畸变率低并实现了单位功率因数运行。     

基于FFT和LabVIEW的谐波检测研究

针对谐波检测的现实重要性,在分析快速傅里叶变换算法在谐波检测中的应用原理以及谐波特征量的检测原理的基础上,利用LabVIEW编程软件,编写谐波检测分析软件,实现了对被测信号的基频、各次谐波频率和频谱、谐波含有率以及总畸变率等参数的测试分析,并通过仿真信号对软件系统进行验证。仿真的结果表明,基于FFT算法的虚拟谐波检测分析软件能够很好的实现对谐波参数的检测。     

基于d-q变换的网侧双闭环谐波电流检测研究

有源电力滤波器大多采用基于瞬时无功功率理论的谐波检测算法。在运用该理论下的d-q算法时,由于使用到低通滤波器,使得谐波的实时提取精度较低并产生相移现象,当补偿低频次不平衡电流时难以控制输出的补偿电流分量。为了避免以上情况,提出了一种基于d-q变换的网侧电流双闭环控制谐波电流检测算法。以系统负载电流为干扰变量,网侧电流为状态变量,运用等式互消法建立以d-q坐标系为基础的网侧谐波检测模型。设计相应的电流、电压闭环控制器,避免因使用低通滤波器造成的补偿误差。仿真结果显示,新方法下的总谐波失真率比d-q变换减少了8.45%,低次谐波含量得到有效抑制。     

融合卡尔曼谐波补偿的有源电力滤波器

针对基于有源电力滤波器(APF)在电网中检测谐波时常规的谐波电流检测方法速度慢、精度不高,提出了一种融合卡尔曼型Ip-Iq法检测谐波,在一定程度上减小了检测误差。采用卡尔曼滤波器代替低通滤波器完成滤波,采用融合卡尔曼型Ip-Iq法作为谐波检测的方法 ,并建立了有源电力滤波器的仿真模型,分析电流的波形和谐波畸变率值,验证了所述理论和控制策略的正确性和可行性,仿真结果表明融合卡尔曼型Ip-Iq法能够对谐波进行有效补偿。     

新型混合有源滤波器建模及其特性研究

为提高有源滤波器的滤波性能,减少日趋严重的谐波问题,提出了一种新的滤波系统结构。该文详细分析了工作原理,用数学建模的方法,建立了该滤波系统的控制模型方程,分析了在基于负载谐波电流控制逆变器输出电压的控制策略下,负载谐波电流的波动、电源谐波电压的波动、电网阻抗的波动、电网频率的波动对滤波系统控制性能的影响,接着分析了采用PWM控制下逆变器输出到电网过程中谐波电流相位的变化。研究表明该混合有源滤波器具有较大容量的无功补偿能力和较小的逆变器容量．试验和仿真结果证明该混合有源滤波器的正确性和可行性,对滤波器的设计和使用具有重要的理论指导意义和实用价值。     

三相三线制Vienna整流器系统仿真与实验平台设计

整流器是产生电力系统谐波的主要原因之一,改变整流器的结构和控制策略,能够有效解决该问题。三相三线制Vienna整流器结构具有功率因数高、开关管电压应力低和输入电流谐波总畸变率低等特点,有较高的应用价值。针对三相三线制Vienna整流器,设计了各部分电路,在Matlab环境下进行了建模与仿真分析,并基于SiC MOSFET搭建了实验平台。实验系统包括主电路、DSP控制、驱动、采样和电源等模块。每个模块具有选择性、独立性和可移植性。该仿真实验平台便于学生深入研究、设计电力电子系统的各个组成部分,提高软、硬件分析设计能力。     

单相PWM整流器电流谐波补偿控制技术的应用

单相PWM整流器为交直流功率交换拓扑,主要特点为高正弦度输入电流和网侧单位功率因数,备受人们的重视。单相PWM整流器输出电压指的是固有二倍工频纹波,利用反馈进入控制环路,导致输入电流和参考电流的畸变,传统利用降低电压外环带宽抑制电流畸变的方式使变换器动态性能下降。基于此,分析了网侧电流低次谐波的原因,创建了单相PWM整流器模型,进行了PI调节器的设计仿真分析,进而提高变换器动态性能。     

基于双矢量模型预测功率控制的Vienna整流器设计

传统有限集模型预测功率控制对Vienna整流器在控制周期中只输出单个作用矢量，功率波动大，输入电流谐波畸变率高，为此提出一种应用于Vienna整流器的双矢量有限集模型预测功率控制策略。该策略在控制周期中引入第二矢量与最优矢量共同作用，通过分配最优矢量和第二矢量的作用时间提高对功率的跟踪精度。建立仿真模型并设计Vienna整流器实验平台，仿真和实验结果表明，与传统的有限集模型预测控制相比，所提控制策略能够有效地减小参考功率和预测功率之间的误差，降低Vienna整流器的功率波动和输入电流的总谐波畸变率。     

单相逆变器输出电压波形校正的实验研究

由于脉动的负载电流对整流器直流侧滤波电容的充、放电效应,非线性整流负载可以导致单相逆变器输出电压出现严重的畸变。导致输出电压畸变的原因主要是由于逆变器具有较大的谐波输出阻抗,且其控制系统不能够对电压畸变做出快速的动态补偿。为使学生对此有深刻的理解,设计了单相逆变器在非线性负载条件下输出电压波形控制的研究性实验,对比分析了同步旋转坐标系下的PI双闭环(PI Dual Loop Control,PIDLC)、PIDLC+RC(Repetitive Control,重复控制)和PIDLC+RC+LCF(Load Current Feedforward,负载电流前馈)的控制性能。通过这样的对比研究,使学生在深入了解和掌握相关的单相逆变器及其控制策略的同时也让他们体会到科学研究的基本理念和方法,并有助于提升他们的实践能力和科研素养。     

基于MATLAB的有源电力滤波器控制设计研究

应用MATLAB7.0中的SIMULINK仿真软件对有源电力滤波器系统进行数学建模,通过分析、比较有三相负载电流的输出波形,可检测到其线路中电流的畸变率从原来的28.87％下降至7.83％,证明本次所设计的有源电力滤波器系统能够抑制电网的谐波,说明了有源电力滤波器的谐波抑制和无功补偿的设计可以达到较好的效果,此设计具有一定的实际意义与工程实现价值.     

新型双桥路三相交流逆变器的研究

逆变器的谐波问题一直是困扰电气工程师的一大难题，也是衡量交流逆变器的一个重要指标．利用电气相角的偏差和电磁效应的叠加原理来实现控制策略，可以有效地消除或抑制谐波，使三相逆变器输出电压的质量得到提高．仿真结果表明，双桥路逆变器的电压输出波形比常规的三相逆变器的电压输出波形好．     

带平衡电抗器的双反星型整流电路分析与仿真

本文分析了双反星型整流电路工作原理及输出特性。采用MATLAB/Simulink工具建立双反星型整流电路模型,进行了无平衡电抗器存在时的输出测试;存在平衡电抗器时的电阻性、电感性输出测试。针对输出,进行了谐波仿真分析,结果表明,输出电压值、直流侧最低次为六次谐波,与理论分析相一致,为该电路在大电流直流供电领域的应用提供依据。     

定子斜槽的混合励磁永磁同步发电机研制

在混合励磁永磁同步发电机基础上,研制了定子斜槽混合励磁永磁同步发电机。仿真结果表明:定子斜槽混合励磁永磁同步发电机可以动态实时输出功率,具有很小的电压调整率,可实现全自动调压,过载能力强,输出电压波形正弦畸变率低,不同负载之间相互干扰和影响降低到最低限度,供电品质显著改变,供电系统可靠性大大提高。     

单周期控制的Boost APFC理论分析与Simulink仿真

为实现控制简单可靠,系统动态响应快,Boost有源功率因数校正（APFC）采用单周期控制的非线性控制策略．本文对单周期控制的BoostAPFC进行理论分析,并基于Simulink完成建模和仿真．实现设计电路输入功率因数高、输出电压纹波小、电流畸变率小．     

单相逆变电路单环与双环控制的仿真实验研究

为使逆变电路具有更高的控制精度和更强的带负载及抗负载扰动能力,研究采用闭环控制的单相逆变电路。设计了电压单环和电压电流双环两种控制方案的控制器,并采用极点配置法确定相关参数。利用Simulink仿真模型对比分析了在非线性负载和突变负载情况下单环与双环控制的逆变输出电压和电流的波形。结果表明:双环控制下单相逆变电路电压变化率小、谐波含量少,具有更好的带负载及抗负载扰动能力。     

一种航空中频三电平 PWM整流器 DPWMA 的实现方法

结合航空整流技术,介绍了一种新颖的航空中频三电平 PWM整流器 DPWMA 的实现方法,使该变换器能在中频下很好的工作,且功率因数高、开管损耗低、电流谐波含量低。基于载波调制三电平 PWM技术,采用一种新颖的谐波注入法实现三电平断续脉宽调制方法（DPWMA）,具有简单可行、开关损耗低、共模电压低等优点。并用仿真和实验结果证明所提方法的正确性。