三相四开关APF控制策略研究

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基于无谐波检测三相四开关APF模型预测控制

基于无谐波检测三相四开关APF模型预测控制

基于无谐波检测三相四开关APF模型预测控制杨立行;蔡霞;王英;汤振华【期刊名称】《电力电子技术》【年(卷),期】2018(052)009【摘要】提出一种基于无谐波检测技术的三相四开关并联有源电力滤波器(TFSAPF)模型预测控制(MPC),该控制取代了传统四开关逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,无需扇区判断和电压基矢量作用时间计算,避免了因母线中点电位偏移导致扇区误判断及合成零电压矢量存在误差.分析了传统SVPWM算法和MPC对系统的补偿效果,得出在预测允许误差范围内,提前预测两个采样周期的指令信号具有更好的补偿性能.新型控制方案省略了谐波检测相关运算,简化了调制算法.仿真结果验证了该方法的有效性与实用性.【总页数】5页(P120-124)【作者】杨立行;蔡霞;王英;汤振华【作者单位】国网江西省电力公司电力科学研究院,江西南昌 330096;国网江西省电力公司电力科学研究院,江西南昌 330096;国网江西省电力公司电力科学研究院,江西南昌 330096;国网江西省电力公司电力科学研究院,江西南昌 330096【正文语种】中文【中图分类】TN713+.8【相关文献】1.基于三相四桥臂逆变器的APF预测控制方法的研究 [J], 周玉洁;杨洁;夏永平;张擎2.基于无谐波检测控制的三相四线制 APF 的研究 [J], 刘翼肇;韩肖清;任春光;王磊;杨宇3.三相四线制APF谐波检测和控制策略的研究 [J], 庞庆;彭琪;余祥;张云建4.基于EEMD算法的三相四线制APF谐波检测 [J], 杨新华;委晓翠;孙艳军;吴丽珍;谢兴峰5.改进单相谐波检测算法在三相四线制APF的应用 [J], 黄海宏;杨佳能;吴晓;王海欣因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

三相PWM整流器控制策略的研究的开题报告

三相PWM整流器控制策略的研究的开题报告

三相PWM整流器控制策略的研究的开题报告一、研究背景及意义随着电力电子技术的不断发展,控制策略在智能电网、新能源等领域中变得越来越重要。

三相PWM整流器控制策略作为电力电子设备的控制方法,已广泛应用于各个领域,如高压直流输电、电池充电等。

该控制策略能够提供稳定的输出电压并降低输出电流谐波,能够实现更高效、更可靠、更经济的电力转换应用。

目前,三相PWM整流器控制策略的研究在国内外已经取得了一定的进展。

但随着技术的不断进步和应用领域的拓宽,对三相PWM整流器控制策略的研究仍有很多未解决的问题。

因此,对三相PWM整流器控制策略进行深入研究,将有助于提高电力电子设备的性能和稳定性,促进电力电子技术在各个领域的应用。

二、研究内容本研究旨在研究三相PWM整流器控制策略,具体研究内容如下:1. 综述三相PWM整流器的控制策略以及相关研究成果;2. 深入分析三相PWM整流器的电路结构和工作原理;3. 探讨三相PWM整流器的控制策略对于设备稳定性、效率和输出电压等性能的影响;4. 针对三相PWM整流器存在的问题进行深入研究,提出改进措施;5. 实验验证三相PWM整流器控制策略的有效性。

三、研究方法本研究采用以下方法:1. 文献综述法:对国内外相关文献进行搜集、整理和综述,掌握三相PWM整流器的控制策略以及相关研究成果;2. 仿真模拟法:利用Matlab/Simulink等工具,建立三相PWM整流器的仿真模型,探索不同控制策略对设备性能的影响;3. 实验验证法:通过实验验证三相PWM整流器控制策略的有效性,提高研究成果的可信度。

四、研究计划及进度安排计划分为四个阶段,每个阶段的具体任务及进度安排如下:1. 研究准备期:搜集相关文献,确定研究思路及实验方案。

预计用时1个月;2. 理论分析阶段:分析三相PWM整流器的电路结构和工作原理,并探讨不同控制策略对设备性能的影响。

预计用时2个月;3. 仿真模拟阶段:建立三相PWM整流器的仿真模型,对不同控制策略进行仿真模拟分析。

基于误差电流最优的三相四开关有源电力滤波器空间矢量控制方法

基于误差电流最优的三相四开关有源电力滤波器空间矢量控制方法

基于误差电流最优的三相四开关有源电力滤波器空间矢量控制方法江辉;杨剑锋;周天奇【摘要】To improve the harmonic compensation ability of fault-tolerant three-phase four-switch APF,a improved SVPWM strategy is proposed.With the traditional SVPWM control method aiming to control the amount of current error rate,this method is different,the method regards the amount of current error as the control target,firstly calculate the real-time basic voltage vector,and then combined with the instruction current and the error of current to calculate best output reference voltage and reduce the amount of current error to zero,Compared with the traditional SVPWM control method,this method can effectively reduce the error between the output current and the instruction current of three phase four switch active power filter,and improve the harmonic compensation performance,at the same time easy to DSP digital realization,finally the simulation results verify the effectiveness of the algorithm in this paper.%为提高容错三相四开关有源电力滤波器谐波补偿性能,提出一种改进型三相四开关有源电力滤波器的SVPWM控制方法.与传统SVPWM 控制方法以电流误差量变化率为控制目标不同,该方法以误差电流最优为控制目标,首先计算出实时基本电压矢量,然后结合指令电流和误差电流计算出最佳输出参考电压,使控制目标电流误差量减小至零.相比传统SVP-WM控制方法,该方法能有效降低三相四开关有源滤波器输出电流与指令电流的误差量,提高谐波补偿性能;同时易于DSP数字化实现,最后仿真结果验证了本文算法的有效性.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)022【总页数】7页(P230-236)【关键词】有源电力滤波器;空间矢量脉宽调制;三相四开关;矢量合成;电流误差量【作者】江辉;杨剑锋;周天奇【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TM301.2随着电网中电力电子非线性负载的增多及用户对电能质量的更高要求,谐波问题得到了越来越多的关注,有源电力滤波器(active power filter, APF)因其能够实现动态抑制谐波和补偿无功而具有日益重要的研究价值[1]。

三相四线有源电力滤波器的三闭环控制策略

三相四线有源电力滤波器的三闭环控制策略

三相四线有源电力滤波器的三闭环控制策略郑丹;廖敏;刘振权;李云祥;沈志达;杨继深【摘要】To deal with DC voltage unbalance on two arms and the total DC voltage overshoot during startup, three closed loops control strategy of three-phase four-wire active power filter (APF) is shown. The influence of DC voltage on the APF and the origin of DC voltage ripple is analyzed. Besides the DC voltage control targets are presented. Based on the relationship of DC voltage and energy exchange, a method of DC voltage balance on two arms is proposed. A solution is given about the total DC voltage overshoot during startup. As the difference under heavy load and light load, control strategies are selected respectively. At last, experiment is done to verify the principle above.%为解决三桥臂电容中点式三相四线有源电力滤波器存在的上下桥臂直流侧电压不平衡的问题和启动过程中直流侧电压超调的问题,提出一种三闭环控制策略。

通过分析直流侧电压对控制系统的影响,纹波产生的原因,提出直流侧电压的控制指标。

三相四开关容错变换器调制模型预测控制策略

三相四开关容错变换器调制模型预测控制策略

三相四开关容错变换器调制模型预测控制策略 作者:吕恒志 张涛 章凯旋 何帅彪 金楠 来源:《郑州轻工业学院学报(社会科学版)》2019年第04期

摘要:针对传统三相四开关 TPFS容错变换器单矢量控制电流跟踪精度不够、易导致电流总谐波失真THD较大的问题,提出了一种TPFS容错变换器在αβ静止坐标系下调制模型预测控制策略.该策略基于TPFS容错变换器运行机理建立了αβ静止坐标系a相故障电流预测模型,将TPFS容错变换器4个电压矢量两两组合,用调制模型预测原理计算每个电压矢量的作用时间以减少计算量,每个控制周期选择并使用两个电压矢量以减小电流纹波.仿真和实验结果验证了该策略的可行性和有效性,TPFS容错变换器控制跟踪精度得到了改善,降低了电流谐波,保证了TPFS容错变换器的持续运行.

Abstract:Aimed at the problem that the single|vector control current tracking accuracy of three|phase four|switch (TPFS) converter was not enough, which will lead to the total harmonic distortion (THD), a TPFS fault|tolerant converter modulation model predictive control strategy was proposed in αβ stationary coordinate system. This strategy established the current prediction model under a|phase fault in αβ stationary coordinate system based on the operating mechanism of TPFS fault|tolerant converter. The four voltage vectors of TPFS fault|tolerant converter were combined with each other,and the action time of each voltage vector was calculatedby the modulation model prediction principle to reduce the calculation amount. Two voltage vectors were selected and used in each control period to reduce the current ripple. Simulation and experimental results showed that the feasibility and effectiveness of the proposed strategy.The tracking accuracy of the TPFS fault|tolerant converter was improved, the current harmonics were reduced, and the TPFS fault|tolerant converter was guaranteed to continue to operate.

灰色预测控制在三电平4桥臂APF中的应用

灰色预测控制在三电平4桥臂APF中的应用

灰色预测控制在三电平4桥臂APF中的应用张培远;李静【摘要】三相4线制系统的中线电流、谐波、无功功率问题日益严重,有源电力滤波器以其优良的性能成为电力系统谐波抑制和无功补偿的重要手段。

针对APF控制方法复杂的问题,在建立其数学模型的基础上提出一种应用于三电平三相4桥臂APF的灰色预测控制策略。

该方法在k时刻对负载电流和补偿电流进行采样,经过GM(1,1)模型得出k+l时刻的预测谐波电流,使输出补偿电流尽量接近指令电流,达到补偿谐波的目的。

仿真结果表明:此方法可以有效地补偿系统的谐波电流和中线电流,自适应能力强,控制精度高,鲁棒性强,在三相4线制系统中具有良好的应用前景。

%Nowdays,neutral current,harmonics current and reactive power is becoming increasingly serious in three-phase four-wire system,active power filter becomes an important means of harmonic suppression and reactive power compensation for its excellent performance. According to the complex control problem,based on the mathematic model,gray predictive control was proposed to control the three-level three-phase four-leg APF.Load current and compensated current are sampled at time k,the forecasted harmonic current is obtained at time k+1 after GM(1,1) model.The output compensated current approachs the command current as close as possible to achieve the purpose of harmonic compensation. Simulation results illustrate that the control strategy can compensate the harmonic current and neutral current effectively,and has higher self adaptive ability and high control precision,as well as strong robustness.The control strategy has a good application prospect in the three-phase four-wire system.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】5页(P44-48)【关键词】有源电力滤波器;灰色预测控制;GM(1,1)模型;三电平;4桥臂;谐波抑制【作者】张培远;李静【作者单位】中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州 221008; 江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心,江苏徐州 221008;中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州 221008; 江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心,江苏徐州 221008【正文语种】中文【中图分类】TM761;TM713.81 引言作为一种新型补偿装置,有源电力滤波器(APF)能快速对谐波电流进行补偿,近年来受到了广泛的重视[1-3]。

三相 APF 考虑饱和限幅稳定性控制方法

三相 APF 考虑饱和限幅稳定性控制方法张梦华;程新功;宗西举;王洪杰;王玉真【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2016(020)006【摘要】针对APF( active power filter )在控制中的混杂特性和饱和非线性问题,提出一种将切换算法和空间电压矢量控制算法相结合并应用于考虑饱和限幅的三相APF的控制策略。

该方法首先建立三相APF的切换仿射线性系统的误差模型,根据Lyapunov相关定理及凸集理论,为考虑饱和限幅的三相APF找到了一种新的、保守型更小的切换率。

然后根据三相电源电压构成的空间电压矢量图及波形图,三相电源电压被分成六个扇区,再根据凸组合稳定条件,在每个扇区内找到可以保证系统二次稳定的开关子系统的组合,在这些子系统的组合中选取使得Lyapunov 函数导数最小的子系统。

最后仿真分析和实验结果证明了所提出方法的可行性和正确性。

【总页数】8页(P9-16)【作者】张梦华;程新功;宗西举;王洪杰;王玉真【作者单位】济南大学自动化与电气工程学院,山东济南250022;济南大学自动化与电气工程学院,山东济南250022;济南大学自动化与电气工程学院,山东济南250022;广州地铁设计研究院有限公司,广东广州300072;济南大学自动化与电气工程学院,山东济南250022【正文语种】中文【中图分类】TM85【相关文献】1.基于三相四桥臂逆变器的APF预测控制方法的研究 [J], 周玉洁;杨洁;夏永平;张擎2.三相APF切换和空间电压矢量联合控制方法 [J], 程新功;张梦华;宗西举;任宏伟;王玉真;高军3.电容分裂式三相四线制APF新型控制方法 [J], 金金;姚钢;周荔丹;朱炜4.一种无电压传感器的改进型三相 APF 控制方法 [J], 邵伟恒;邹伟;吴上泉5.三相APF直流侧电压滑模自抗扰控制方法 [J], 李自成;戎杰;刘国海;陈兆岭因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

三相双开关PFC电路分析及在CCM模式下的控制策略

三相双开关PFC电路分析及在CCM模式下的控制策略APFC(active power factor correction)技术就是用有源开关器件取代整流电路中的无源器件或在整流器与负载之间增加一个功率变换器,将整流输入电流补偿成与电网电压同相的正弦波,消除谐波及无功电流,提高了电网功率因数和电能利用率。

从解耦的理论来看,三相PFC 技术可以分成不解耦三相PFC、部分解耦三相PFC 以及完全解耦三相PFC 三类。

全解耦的三相PFC,如6 开关全桥电路,具有优越的性能,但是控制算法复杂,成本高。

单开关的三相boost 升压型PFC 电路工作在DCM 模式下,属于不解耦三相PFC,由于它的成本低,控制容易而得到广泛应用,但是开关器件电压应力大,电源容量难以提高,只适用于小功率场合。

部分解耦的三相PFC 电路具有低成本、高效的特点,具有广阔的应用前景。

三相双开关电路就是典型的部分解耦PFC 电路。

本文针对该电路的工作原理和控制策略进行了仿真和实验。

1 三相双开关PFC 电路CCM 下的工作原理1.1 主电路结构电路将三相交流电的中性线与2 个串联开关管S1,S2 的中点以及2 个串联电容C1,C2 的中点相连接,构成三电平(正、负电压和零电压)结构,2 个串联电容分别并联平衡电阻R1,R2,使上、下半桥作用于电容C1,C2 的输出电压相等。

电路结构如图1 所示。

由于中性线的存在,上下半桥相互独立,形成部分解耦的基础,并且开关器件承受的电压只有输出电压的1/2,降低了对开关管的选型要求。

在此基础上提出一些新的双开关拓扑结构,但结构复杂,难以控制。

1.2 过程分析由上述分析,上、下半桥可作为独立结构分析。

以上半桥为例,等效电路图如图2 所示。

由三相电压的对称特性,每2π/3 的区间里,只有一相正相电压最大,如果能使每相的瞬时电流在2π/3 的区间里跟踪其最大相电压,即可实现最大程。

三相PWM整流器及其控制策略的研究与设计的开题报告

三相PWM整流器及其控制策略的研究与设计的开题报告一、课题背景随着电力电子技术的发展,PWM技术在电力电子变换器中得到了广泛应用。

PWM电源控制方式在电力电子变换器的应用中已成为了备受推崇的控制方式,其中三相PWM整流器被广泛应用于电力电子变换器中。

三相PWM整流器的主要作用是将交流电能转换为直流电能。

因此,三相PWM整流器的性能优劣与电力电子变换器的性能直接相关。

当前,随着能源环保和节能方面越来越受到重视,电力电子变换器的应用也得到不断的提高和发展。

因此,对三相PWM整流器的研究和设计具有重要的现实意义。

二、研究目的与意义本课题旨在对三相PWM整流器及其控制策略进行研究和设计,探究其在电力电子变换器中的应用。

具体研究目标如下:1. 研究三相PWM整流器的原理和特点。

2. 分析三相PWM整流器的控制策略,设计出最合适的控制策略。

3. 实现三相PWM整流器的硬件电路,测试其性能。

本课题的研究意义主要体现在以下几个方面:1. 对电力电子变换器的应用有重要的现实意义。

2. 通过研究三相PWM整流器及其控制策略,使其在应用中更加稳定和高效。

3. 为电力电子变换器的研究提供了新的思路和方法。

三、研究内容与技术路线本课题的研究内容主要分为以下几个方面:1. 对三相PWM整流器的原理和特点进行深入研究,探究其控制策略。

2. 设计出最合适的三相PWM整流器控制策略。

3. 实现硬件电路设计,并对其进行测试。

4. 对结果进行分析,总结本课题的研究成果。

技术路线如下:1. 研究三相PWM整流器的原理和特点,收集相关文献资料。

2. 基于研究成果,设计出最合适的三相PWM整流器控制策略。

3. 采用Altium Designer软件进行硬件电路设计,实现三相PWM整流器电路。

4. 借助MATLAB等软件对电路进行仿真分析。

5. 利用实验仪器对设计的三相PWM整流器电路进行测试,检验其性能。

6. 对实验数据进行分析,总结本课题的研究成果。

三相并网逆变器控制策略的研究

三相并网逆变器控制策略的研究【摘要】本文主要研究了三相并网逆变器的数学模型,进而分析了三相并网逆变器控制的具体策略,并进行了仿真试验,以期可以真正有效的为三相并网逆变器的控制工作提供参考。

【关键词】三相并网;逆变器;策略一、前言三相并网中,逆变器是一个很重要的设备,而电网对于逆变器的要求也是比较高的,所以,研究三相并网逆变器控制的策略非常有必要,这是提高三相并网逆变器的有效方法。

二、三相不平衡系统定义三相系统中,三相电压量和电流量均具有相同幅值,相位互差120°,称该系统被为平衡系统或对称系统。

三相不平衡系统是指不满足上述任意一个或者两个要求时的系统。

三相系统出现不平衡现象时,因为系统不再是标准的正弦信号,量化和分析此时的系统都非常地困难。

当三相系统不平衡时可以分解成对称的正序、负序和零序这三个分量。

在此基础上进行分析和控制就变得相对简单了。

各国对电网质量均有要求,一般情况下电网是三相对称的,因此只存在正序分量。

负序分量和零序分量的数值均为零。

负序分量和零序分量只会在电网发生不平衡故障时才会出现。

逆变器在运行过程中检测电网是否正常运行时,也可检测这两个不应正常出现的分量。

如果出现就可以判断电网出现不平衡现象。

大多数情况下电网三相应该是平衡的。

三相对称系统中,三相电量的瞬时值之和始终保持为零,即三相相电流之和零,三相相电压之和零。

三、三相并网逆变器的数学模型1、逆变器的工作原理光伏发电的核心部分是逆变模块,电网对逆变器的要求很高,一方面要能稳定直流模块DC-DC与交流模块DC-AC之间的直流侧电压;另一方面要能保证逆变器侧的输出电量与电网电量同步,即在幅值、相位、频率上要严格一致,且能提供最大的输出功率,使功率因数尽可能逼近1.本文采用的逆变器是三相全桥式逆变电路,如图1所示。

在直流模块DC-DC与交流模块DC-AC之间通常会设置一个容量足够大的直流滤波电容。

该电容不仅能缓冲两模块之间的能量变换,而且也能在两模块间的控制上起到解耦作用。

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E m a i l : z h a n g q h 1 2 3 @ y a h o o . c a
张庆华,程新功,宗西举 ,张梦华,陈早军
济南大学 自动 化与 电气工程学院, 山东 济南 2 5 0 0 2 2
摘 要 :针对 三相 四开关 A P F分析 其跟踪误差 电流及其 变化 率在 复平 面上 的夹 角关 系,提 出 了一种控制方 法。该算法与 基于 空间 电压 矢量 的滞环控制相 比减少 了扇 区判 断的复杂 性;同时与切换控制相 比也省 去了复 杂的定理证 明。在满足稳 定性 理论 的前提 下,使 得跟踪误差 电流及其 变化率这两个 矢量 的和 最小 以保证 电流误差 降到最小 ;对于直流侧 两电容 电 压 的控制采用 比例 积分 控制器 以达到设定值 ,仿真验证 了控 制算法的有效性。
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S c i e n t i i f c I o u r n a l o f C o n t r o l E n g i n e e r i n g J u n e 2 0 1 3 , V o l u me 3 , I s s u e 3 , P P . 1 9 1 - 1 9 8
lg a o r i t h m ls a o e l i mi n te a s he t c o mp l e x he t o r e m p r o o  ̄ Un d e r t h e p r e mi s e o f me e t i n g he t s t a b i l i y t t h e o r y, we ma d e he t wo t v e c t o r
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三相 四开 关 A P F控制策略研 究水
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