基于网侧功率平衡的电网不对称时三相VSR控制方法研究

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三相电压型SVPWM整流器仿真研究

三相电压型SVPWM整流器仿真研究一、概述随着电力电子技术的快速发展，三相电压型SVPWM（空间矢量脉宽调制）整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在新能源发电、电机驱动、电网治理等领域得到了广泛应用。

SVPWM技术以其独特的调制方式，能够实现输出电压波形的高精度控制，提高整流器的电能转换效率，降低谐波污染，成为现代电力电子技术的研究热点。

三相电压型SVPWM整流器的基本工作原理是通过控制整流器的开关管通断，将交流电源转换为直流电源，为负载提供稳定、可靠的直流电能。

在SVPWM调制策略下，整流器能够实现对输入电压、电流的高效控制，使电网侧的功率因数接近1，从而减小对电网的谐波污染，提高电能质量。

为了深入了解三相电压型SVPWM整流器的性能特点，本文将对其仿真研究进行深入探讨。

通过建立整流器的数学模型，利用仿真软件对其进行仿真分析，可以直观地了解整流器在不同工作条件下的运行特性，为实际工程应用提供有力支持。

仿真研究还可以为整流器的优化设计、参数选择等提供理论依据，推动三相电压型SVPWM整流器技术的进一步发展。

三相电压型SVPWM整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在现代电力电子技术中具有重要的应用价值。

通过仿真研究，可以深入了解其性能特点，为实际应用提供有力支持，推动相关技术的不断发展。

1. 研究背景：介绍三相电压型SVPWM整流器的研究背景及其在电力电子领域的应用价值。

能源转换效率的提升：在当前的能源结构中，电力是最主要的能源形式之一。

电力在传输和分配过程中往往存在损耗和污染。

三相电压型SVPWM整流器作为一种能够实现AC（交流）到DC（直流）高效转换的装置，能够显著提高能源转换效率，降低能源浪费，从而满足日益增长的能源需求。

电网稳定性的改善：随着可再生能源的快速发展，电网的稳定性问题日益突出。

三相电压型SVPWM整流器具有快速响应和精准控制的特点，能够有效地改善电网的电能质量，提高电网的稳定性。

不平衡电网电压下VSG平衡电流控制策略

第55卷第4期2021年4月电力电子技术Power ElectronicsVol.55, No.4April 2021不平衡电网电压下VSG平衡电流控制策略史丽萍，李俊杰，祁晓雨，杨镇泽(中国矿业大学，电气与动力工程学院，江苏徐州221116)摘要：在不平衡电网电压条件下，虚拟同步发电机（VSG)控制面临并网电流不平衡和过流等问题，为此提出一种基于负序电压补偿和峰值电流抑制的VSG平衡电流控制策略。

以负序电流为控制变量，通过准比例谐振(Q PR)控制器产生负序电压，抑制不平衡电流中的负序分量，达到平衡电流的控制目标。

针对电网电压跌落瞬间峰值电流过流问题，通过计算并网电流值与设定值的偏差，并经进一步运算得到动态电压给定，以抑制过大的峰值电流，保证最大峰值电流不超过安全阈值。

实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

关键词：虚拟同步发电机；平衡电流控制；准比例谐振控制器中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1000-100X(2021)04-0103-04VSG Balance Current Control Strategy Under Unbalanced Grid VoltageS H I L i-p i n g,L I J u n-j i e,Q I X i a o-yu,YANG Z h e n-z e(China University of Mining and Technology, Xuzhou221116, China)Abstract ： In order to solve the problems of grid-connected current unbalance and overcurrent faced by virtual synchronous generator(VSG) control under unbalanced grid voltage conditions,a novel VSG balance current control strategy based on negative sequence voltage compensation and peak current suppression is proposed.To achieve the control goal of balancing current, the negative sequence current is selected as the control variable, the negative sequence voltage which is generated by the quasi proportional - resonant (QPR) controller can suppress the negative sequence in the unbalanced current.For the problem of peak current overcurrent at the moment of grid voltage drop,the deviation of the grid-connected current value and the set value are calculated to generate the dynamic voltage reference which can be used to suppress the excessive peak current and ensure that the maximum peak current does not exceed the safety threshold.The experimental results verified the correctness and effectiveness of the proposed control strategy. Keywords: virtual synchronous generator; balance current control ；quasi proportional-resonant controllerFoundation Project ： Supported by National Natural Science Foundation of China (No. 61703404)l引言传统并网逆变器属于静止设备，不能为电网提供惯性和阻尼支撑，也难以满足对电力系统调压调频特性的需求。

不平衡电网条件下三相VSR的建模与仿真

ＨＵＡＮＧａｇ，ＥＮＧｅ— ａＱｉｎＺＹｕｎｎ
（ａｇｏｇＵｎｖｒｉｆＴｅｈｏｏｙ，Ｇｕｎｄｎ１００，Ｃｈｎ）Ｇｕｎｄｎｉｅｓｔｏｃｎｌｇｙａｇｏｇ５０９ｉａ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｈｓｐｐｒａａｙｅｎｓａｌｈｓｍｏｅｉｇｔｅｔｒｅｐａｅｒｃｉｅｎｅｎａａｃｄｐｗｅｕｐｙ，ｇｖｓｉａｅｎｌｚｓａｄｅｔｂｉｅｄｌｈｈｅ－ｈｓｅｔｉｒｕｄｒｕｂｌｎｅｏｒｓｐｌｓｎｆｉｅ
ｃｌａｔｒａｉｇｃｒｅｔａｄｔｅｕｉｏｒｆｃｏｆｔｅｒｃｉｉｒＳｍｕａｉｎｒｓｌｖｒｆｄｔｅｃｒｅｔｅｓｏｈｄｌａｌｎｔｕｒｎｎｈｎｔｐｗｅａｔｒｏｈｅｔｆ．ｉｌｔｅｕｔｅｉｅｈｏｒｃｎｓｆｔｅｍｏｅｅｎｙｅｏｉ
ｂｉｅｅｕｌｈｒ．ｔ
Ｋｅｒｓｎａａｃｄｐｗｅｒｄ；ＷＭｅｔｉｒａｔｒａｉｇｃｒｅｔｉｓａｔｎｏｓｐｗｅｙｗｏｄ：ｕｂｌｎｅｏｒｇｉＰｒｃｉｅ；ｌｅｎｔｕｒｎ；ｔｎａｅｕｏｒｆｎｎ
・
ＩＩ生
０引言
当电网不平衡时，只采用平衡条件下的三相电若压型ＰＷＭ整流器（相ＶＳ控制策略，导致其交三Ｒ）将流侧产生负序电流，在直流侧产生特征及非特征谐并波电压和电流，系统运行将产生严重影响－ｊ对１。本论文对三相ＶＳＲ在电网不平衡条件下进行了系统建模，导出基于两相同步旋转坐标系下的数学推模型。本文对基于正负序同步旋转坐标系三维复空间瞬时功率进行分析【，据功率控制要求与电流指令４根］之间的关系，出使三相ＶＲ在电网不平衡时网侧交得Ｓ流电流对称的控制策略。此外，文对陷波器进行设本计，以消除负序分量在同步旋转坐标系下转化成的二次谐波，除电网电压中的负序分量，而得到其正序滤从

电网电压不平衡下三相VSR的优化控制策略

ｒｃｉｅＶＲ）ｗｌｎｔｅｒｎｉｇｎｒ１Ｃｗｌｈｖｅａｉｅｕｎｅｃｒｎ，Ｏｓｖｒａｙｅｃｃｒｎｎｔｏｋｅｔｒ（Ｓｉｆｉｏｂｕｎｎｏｌｍａ．ＡｉａｅａｎｇｔｅｓｑｅｃｕｒｔＳｅｅｓｍｍｔｕｒｔｅｒｌｖｅｅｉｒｅｗ
２．ＸｉｈａＷａｅｓｕｃｎｄｏｌｃｒｏｅｎｅｔｎｏｐｒｔｎ，００３）ｎｕｔｒＲｅｏｒｅａｄＨｙｒｅｅｔｉＰｗｒＩｖｓｍｅｔＣｒｏａｉ１０５ｃｏ
ＡｂｔａｔＩｎａａｃｄｐｗｒｓｓｅｓｒｃ：ｎｕｂｌｎｅｏｅｙｔｍ，ｔｅｂｌｎｅｔｅｂｕｄｂｅｇｅｉｎｏｒｅ—ｐａｅｖｌｇｈａａｃｏｂｏｎｙｔｄｄｓｇｆｔｅｈｈｈｓｏｔｅ—ｔｐＷＭａｙｅＰ
ＡｐｉａｏｔｏｅｈｄｆｒＶＳＲｎｄｒｔｂａａｅｏｒｅｖｌａｅｏｔｍｌｃｎｒｌｍｔｏｏｕｅｈｅｕｎｌｎｃｄｓｕｃｏｔｇ
Ｄｕ — ｉｇ，ＣＡＧＷａＵＣｉｊｌＨＮｎ—ｃｎ２ｎａｇ（．ｅｅＥｅｇｓｔｔｏｏａｏｎｅｈｏｏ，６００１ＨｂｉｎｒｙＩｔｕｅｆｃｔｎａｄＴｃｎｌｎｉＶｉｙｇ策略改善了三相ＶＲ的网侧电流波形，Ｓ实现三相ＶＲ在电网不平衡下的正常运行。Ｓ关键词：不平衡电网；三相ＶＲ；Ｓ三维复空间瞬时功率；序电流负

不平衡电网条件下的三相PWM整流器控制策略研究

不平衡电网条件下的三相PWM整流器控制策略研究不平衡电网条件下的三相PWM整流器控制策略研究一、引言随着电力系统的快速发展，不平衡电网条件下的电力质量问题逐渐凸显。

三相PWM整流器作为一种重要的功率电子装置，在现代电力系统中得到了广泛的应用。

然而，不平衡电压和负载条件对三相PWM整流器的性能和运行稳定性提出了严峻的挑战。

因此，研究不平衡电网条件下的三相PWM整流器的控制策略具有重要的理论和实际意义。

二、不平衡电网条件下的问题分析在传统的三相PWM整流器中，控制策略主要基于平衡电网条件下的理论模型进行设计。

然而，在实际运行中，电力系统存在各种不平衡因素，如电压不平衡、负载不平衡等。

这些不平衡因素会导致三相PWM整流器的输出电流和功率不平衡，进而影响整流器的功率因数和谐波性能。

因此，研究不平衡电网条件下的三相PWM整流器控制策略成为必然的趋势。

三、不平衡电网条件下的控制策略研究1. 电流平衡控制策略为了降低电流不平衡带来的影响，可以采用电流平衡控制策略。

该策略通过在整流器的控制环节中引入补偿算法，使得三相PWM整流器的输出电流保持平衡。

具体而言，可以利用滤波算法对电流进行在线监测，并根据监测结果调整PWM波形的控制参数，从而实现电流平衡控制。

2. 功率因数改进策略由于不平衡电压和负载条件的存在，三相PWM整流器的功率因数可能会下降。

因此，提出一种功率因数改进策略尤为重要。

在不平衡电网条件下，可以通过引入功率因数校正电路，并通过对校正电路的控制来实现整流器的功率因数改进。

同时，还可以通过动态补偿电流的方式来提高功率因数。

3. 谐波抑制策略三相PWM整流器的输出电流中往往存在着各种谐波成分。

在不平衡电网条件下，这些谐波成分会被进一步放大。

因此，研究谐波抑制策略对于提高整流器的谐波性能具有重要意义。

可以通过增加滤波电路的阻抗来抑制谐波，或者通过控制PWM波形的谐波变换来实现谐波抑制。

四、实验结果和讨论本研究在Matlab/Simulink中建立了三相PWM整流器的模型，并以不平衡电压和负载作为研究对象。

电网不平衡下三相锁相环研究

电网不平衡下三相锁相环研究1. 本文概述随着现代电力系统的快速发展，三相电力系统的不平衡现象日益凸显，对电力系统的稳定性和电能质量产生了严重影响。

为了解决这一问题，三相锁相环（ThreePhase PhaseLocked Loop, 3PPLL）作为一种有效的电力系统同步技术，受到了广泛关注。

本文旨在深入探讨电网不平衡条件下三相锁相环的工作原理、性能评估及优化策略，为提高三相电力系统的运行效率和稳定性提供理论依据和技术支持。

本文首先介绍了三相锁相环的基本原理，包括其数学模型和锁相机制。

随后，详细分析了电网不平衡对三相锁相环性能的影响，包括相位误差、频率偏移和稳态误差等方面。

在此基础上，本文提出了一种改进的三相锁相环结构，通过引入先进的控制策略和滤波技术，有效提高了锁相环在电网不平衡条件下的性能。

本文还通过仿真和实验验证了所提改进三相锁相环的有效性和优越性。

仿真结果表明，在电网不平衡条件下，所提锁相环具有更快的动态响应、更高的稳态精度和更强的鲁棒性。

实验结果进一步验证了仿真分析的结论，证明了所提改进三相锁相环在实际电力系统中的应用潜力。

本文对电网不平衡下的三相锁相环进行了全面研究，不仅分析了电网不平衡对锁相环性能的影响，还提出了一种有效的改进策略，并通过仿真和实验验证了其性能。

研究结果为三相电力系统的同步控制提供了新的思路和方法，对提高电力系统的运行效率和稳定性具有重要意义。

2. 电网不平衡的影响电网不平衡是一种常见的电力系统运行状态，它会对电力系统的稳定运行产生不利影响。

电网不平衡主要表现在三相电压或电流的不对称性上，这种不对称性可能由多种因素引起，如单相负载的接入、线路故障、发电机故障等。

（1）影响锁相精度：三相锁相环是依赖于三相电压或电流的对称性进行相位锁定的。

当电网出现不平衡时，三相电压或电流的对称性被破坏，导致锁相环难以准确锁定相位，进而降低系统的控制精度。

（2）增加系统振荡风险：电网不平衡可能导致系统出现负序和零序分量，这些分量会激发系统中的振荡模式，增加系统的不稳定性。

风力发电网侧变流器控制策略研究

风力发电网侧变流器控制策略研究摘要风力发电作为一种有效的可再生能源利用形式，近年来越来越受到关注，网侧变流器在风电机组运行过程中一直扮演着很重要的角色。

本文围绕网侧变流器的控制展开研究，以带LCL型滤波器的三相电压型PWM变流器（LCL-VSC）拓扑作为网侧变流器研究对象。

首先在平衡电网条件下建立了LCL-VSC的三相静止和两相旋转坐标系下的数学模型，为控制策略分析和控制系统设计提供了理论依据。

提出了风力发电应用中具有LCL滤波器的网侧变流器的一种多环控制结构，该结构采用电压外环外加三个逐层利用的电流内环，实现稳定的直流电压以及电流的前馈解耦和单位功率因数控制。

同时，给出了基于复功率理论的电容电压估计方法，减少了传感器数量。

为了在电网不平衡条件下对LCL-VSC有效的控制，必须计算不平衡的正负序相位。

本文提出了一种新颖的基于电网不平衡的锁相思路，既可以计算正序相位角也可以计算负序相位角，用于LCL--VSC的不平衡控制。

这种方案的主要思路是：先从不平衡电网中提取出正负序分量，然后对正负序三相电压采用SFR-SPLL分别锁相，计算出正负序相位角。

建立了在不平衡电网条件下LCL-VSC的数学模型，三相静止和两相旋转坐标系下的数学模型。

给出了基于LCL滤波器的不平衡电流指令算法。

按照不同的控制要求，可以分别实现了电网不平衡时网侧电流对称控制，或者抑制直流侧二次纹波控制。

完成了15kVA的LCL-VSC实验样机平台的搭建和调试。

通过仿真和实验结果验证了理论分析与设计的正确性。

关键词：风力发电；LCL；VSC；不平衡；多环控制Research on Control Strategy of Grid-side Converterfor Wind Power GenerationABSTRACTThe wind power generation is a kind of effective renewable energy source, which is received more and more attention in recent years. The grid-side converter plays a very important role in the wind power generation. This thesis does some research on control strategy of the grid-side converter, taking three-phase voltage source PWM converter with LCL filter (LCL-VSC) as the object of study. Firstly, under the balanced voltage condition, LCL-VSC mathematical model is established in the three-phase static and two-phase rotate coordinates, to provide the theory for the control strategy analysis and the control system design.Then a multiloop control scheme is proposed for LCL-VSC. Within this scheme, 3 cascaded inner current loops along with an outer voltage loop are used to achieve stable dc-link voltage, currents decoupling and feedforward, as well as the unity power factor control. With this scheme, the capacitor voltage estimation is performed with complex power theory resulting the omission of the transducers for the capacitor voltage measurement.To control the LCL-VSC effectively under unbalanced grid condition, the positive and negative sequence phase should be calculated. This thesis proposed a novel phase locked loop (PLL) based on the unbalanced grid condition, which may calculate the positive sequence phase angle and the negative sequence phase angle, used for LCL-VSC unbalanced control. The main idea of this method is first to draw the posive and negative sequence components under the unbalanced grid condition, then to get the phases of positive and negative sequence with the SFR-SPLL separately.The LCL-VSC mathematical model for unbalanced control is established under unbalanced grid condition. The reference current algorithm is given based on the LCL-VSC. For different purposes, it can be realized either symmetrical grid-side current or constant DC-side voltage without twice order ripple.Finally, a 15kVA LCL-VSC experimental system is established. The simulation and the experimental result verify the theoretical analysis and the design.Keywords: Wind power generation; LCL; VSC; unbalance; Multi-loop control目录第一章绪论 (1)1.1论文的研究背景和选题意义 (1)1.1.1风力发电及其意义 (1)1.1.2国内外风电产业发展概况 (1)1.1.3风力发电变流器的产业现状 (2)1.1.4论文的选题意义 (3)1.2风力发电中的网侧变流器研究现状 (3)1.2.1风力发电中的电气系统 (3)1.2.2网侧变流器的拓扑结构 (5)1.2.3网侧变流器控制策略的研究现状 (6)1.3本论文的主要目标和主要工作 (8)第二章基于LCL-VSC网侧变流器建模与控制 (9)2.1引言 (9)2.2三相LCL-VSC数学模型 (10)2.2.1三相静止(a , b, c)坐标系下的数学模型 (11)2.2.2两相静止坐标系(D, Q)下的数学模型 (12)2.2.3两相旋转坐标系(d, q)下的数学模型 (14)2.3LCL-VSC多环控制策略 (14)2.3.1系统控制结构 (17)2.3.2并网电流指令算法 (18)2.3.3电流控制器设计与稳定性校验 (20)2.3.4直流电压环控制器设计 (25)2.3.5基于复功率理论的电容电压估计 (26)2.4多环控制策略仿真与分析 (27)2.4.1电流环仿真 (28)2.4.2电压环仿真 (30)2.5总结 (30)第三章电网不平衡及其关键问题研究 (31)3.1引言 (31)3.2三相电网不平衡 (32)3.2.1电网不平衡理论分析 (32)3.2.2不平衡系统的研究方法 (33)3.2.3正负序检测 (35)3.3软件锁相环（SSFR-SPLL）及其设计 (41)3.3.1基本原理 (41)3.3.2PLL模型的简化 (43)3.3.3参数计算 (44)3.4基于双SFR_SPLL在不平衡电网中的应用 (48)3.4.1基本结构 (48)3.4.2仿真分析 (49)3.5总结 (51)第四章LCL-VSC不平衡控制策略 (52)4.1引言 (52)4.2不平衡电网下VSC数学模型 (52)4.2.1三相静止坐标系(a-b-c)下的数学模型 (53)4.2.2同步旋转坐标系(d, q)下的数学模型 (55)4.3电网不平衡时电流指令算法 (58)4.4双矢量电流控制策略研究 (61)4.4.1系统控制结构 (61)4.4.2抑制网侧负序电流的控制策略 (62)4.4.3抑制直流侧二次纹波的控制策略 (63)4.5仿真分析 (64)4.6总结 (65)第五章系统设计及实验分析 (66)5.1LCL-VSC样机设计 (66)5.1.1主电路参数选择 (67)5.1.2IPM模块选择 (67)5.1.3控制模块处理器的选择 (68)5.1.4功能模块电路设计 (69)5.1.5试验系统软件设计 (72)5.2系统实验结果分析 (75)5.2.1平衡电网VSC控制 (75)5.2.2不平衡电网与锁相环 (76)5.2.3不平衡电网VSC双电流环控制 (77)第六章总结与展望 (79)6.1总结 (79)6.2展望 ................................................................... 错误！未定义书签。

三相变频空调电网不平衡容错控制技术研究

三相变频空调电网不平衡容错控制技术研究胡斌龙谭(广东美的制冷设备有限公司广东佛山 528311)摘要：当三相电网不平衡时，三相电网供电的变频空调容易因网侧电流突变而触发过流保护停机。

为了增强三相变频空调在电网不平衡下的容错运行能力，文章探明了三相电网不平衡下的可控裕量与输入输出电压调制比、电网电压不平衡度之间的关系，并提出了不可控区域的退化Boost控制。

实验结果表明，采用该控制方案的三相变频空调即便在电网缺一相时仍能输出较高的功率。

关键词：电网不平衡三相维也纳功率因数校正容错控制电网缺相中图分类号：TN77文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)23-0105-04 Research on Fault-Tolerant Control Technology for theUnbalanced Power Grid of Three-Phase Variable-Frequency Air ConditionersHU Bin LONG Tan(Guangdong Midea Refrigeration Equipment Co., Ltd., Foshan, Guangdong Province, 528311 China) Abstract:When the three-phase power grid is unbalanced, the variable-frequency air conditioner powered by the three-phase power grid is prone to shutdown because sudden changes in the current on the grid side trigger over‐current protection. In order to enhance the fault-tolerant operation ability of three-phase variable-frequency air conditioners under unbalanced power grids, the article verifies the relationship between the controllable margin un‐der unbalanced three-phase power grids and the input-output voltage modulation ratio and the voltage imbalance degree of power grids, and proposes a degraded Boost control for uncontrollable areas. The experimental results show that the three-phase variable-frequency air conditioner that uses this control scheme can still output higher power even when one phase of the power grid is missing.Key Words: Unbalanced power network; Three-phase Vienna power factor correction; Fault-tolerant control; Phase loss in the power network电网供电的变频空调需要先通过整流电路将交流电压变换成直流电压，再通过逆变电路驱动变频压缩机，最终实现压缩机的变频调速。

一种可实现交直流侧性能兼顾的三相VSR统一化MPC方法[发明专利]

专利名称：一种可实现交直流侧性能兼顾的三相VSR统一化MPC方法
专利类型：发明专利
发明人：郭源博,刘铭鑫,张晓华,方晓雨,李泽,高景波
申请号：CN201910233173.0
申请日：20190326
公开号：CN109802584A
公开日：
20190524
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种电网电压不平衡条件下可实现交直流侧性能兼顾的三相VSR统一化MPC方法，包括：PWM整流器主电路和在PWM整流器直流侧增加的2倍频谐波功率补偿电路，分别实现对直流侧2倍频谐波功率和交流侧负序电流的抑制，主电路采用模型预测控制实现交流侧电流三相对称正弦化，抑制交流侧电流负序分量；2倍频谐波功率补偿电路采用模型预测控制在使用小容量电容的情况下对直流侧2次有功功率进行解耦，从而达到直流侧2次谐波电压抑制的控制目标。

本发明采用直接功率控制的方法，跟踪α‑β坐标系下的瞬时功率值，避免了设计复杂的电压电流跟踪控制系统，统一化MPC方法避免了针对两个电路的分开控制，具有集成度高、原理简单、响应速度快、鲁棒性强等优点。

申请人：大连理工大学
地址：116024 辽宁省大连市高新园区凌工路2号
国籍：CN
代理机构：大连东方专利代理有限责任公司
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输入电压不平衡时三相PFC整流器改进单周期控制策略研究

输入电压不平衡时三相PFC整流器改进单周期控制策略研究韦徵;陈新;陈杰;龚春英;樊轶【摘要】三相PFC变换器的单周期控制因其控制简单,无需乘法器及采样输入电压受到广泛重视.当输入不平衡时,三相PFC整流器直流侧输出电压将产生两倍于输入电源频率的脉动,该脉动信号经过传统单周期控制环路作用最终导致变换器输入电流产生较大幅值的三次谐波分量,影响输入电流品质.文章通过详细分析输入不平衡时,单周期控制的三相PFC整流器输入输出特性,提出在传统单周期控制策略中引入谐振控制器,从而可以有效抑制输入不平衡引起的单周期控制的三相PFC整流器输入电流中的三次谐波分量,进而大大改善输入电流品质.本文给出了谐振控制器的设计方法,建立了新的控制策略下的系统传递函数并分析了满足系统稳定性要求的设计准则.最后通过仿真与实验验证了所提出的改进单周期控制策略对于输入不平衡时,改善三相PFC输入电流品质的有效性.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2014(029)010【总页数】8页(P65-72)【关键词】功率因数校正;单周期控制;输入不平衡;控制策略【作者】韦徵;陈新;陈杰;龚春英;樊轶【作者单位】南京航空航天大学自动化学院南京 210016;南京航空航天大学自动化学院南京 210016;南京航空航天大学自动化学院南京 210016;南京航空航天大学自动化学院南京 210016;南京航空航天大学自动化学院南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TM614;TM761 引言由于供电系统和用电设备中输入电源的多样性，改善PFC 整流器的性能，减小输入电流谐波含量，提高系统的功率因数具有重要意义[1-4]。

单周期控制的PFC 变换器无需产生输入电流基准，因而不需要使用乘法器和采样输入电源电压，简化了控制结构，降低了经济成本，在中小功率场合得到了广泛的应用。

在三相输入电源平衡时，文献[5-9]对三相 PFC 整流器的单周期控制策略进行了分析和研究，表明单周期控制的三相PFC 整流器具有动态响应快、开关频率稳定、输入电流畸变率低、易于实现等优点。

基于PCS电网三相系统功率不平衡补偿研究

率的输入和输出了，此时ＰＣＳ直流侧的有功损耗几乎
为零，可以很好节约直流储能器件的成本。
通过上面的分析可知，实现不平衡补偿的关键是
利用ＰＣＳ作为一个缓冲装置，通过ＰＣＳ和电网一起
对负载供电，让ＰＣＳ抵消电网有功功率和无功功率，
ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＰＣＳｉｓｉｎｄｅｅｄａｂｌｅｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｂａｌａｎｃｅｏｆｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌａｆｔｅｒｔｈｒｅｅｐｈａｓｅｕｎｂａｌａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔｍｉｃｒｏｇｒｉｄ；ｄ，ｑｖｅｃｔｏｒ；ｔｈｒｅｅｐｈａｓｅｕｎｂａｌａｎｃｅ
然
后
根
据
ห้องสมุดไป่ตู้
实
际
系
统
的
需
要
，通
过
对
正
序
有
功
电
流
ＩＰＬ２ｄ
进行给定，就可以在负载侧得到需要的有功功率。
２电网不平衡的ＰＣＳ建模
图１ＰＣＳ补偿电网不平衡等效示意图
当ＰＣＳ接入系统时，Ｉ１＝５０Ａ，相对Ｂ相和Ｃ相，Ａ相的负载较小，由能量平衡关系可以得到ＰＣＳ会从Ａ相电网吸收能量；Ｉ３＝１５０Ａ，说明电网Ｃ相负载较大，为了满足电网输出功率的平衡，相当于Ｃ相电网和ＰＣＳ一起给负载提供能量。还有一种情况就是电网侧某相的功率和对应相负载的功率是相等的，例如

三相VSR新型双环控制策略研究

报
２１０２年第４期
考虑系统方程，于由
的存在，方程（）所描述的１
数学模型具有典型的非线性特性，因出的动态特又
性由交、流侧有功功率的交换决定．此，利用直因可
功率平衡方程来建立直流侧电压的动态数学模型，
制为目前应用于该系统的两类基本控制方法．于对
＋ｃ￡ｄ一一出，ｌＬ
Ｌｌｉｄｄ＋
ｄ
ｄ一
一ｄ一出ｄｓ，
（）１
ｃ一缸
式中，３０为角频率；，ｉ分别为电网电压、ｉ、电流在ｑｄ轴上的分量；、为开关函数在ｑｄ坐标、、系下的开关函数，上式表明三相ＶＳＲ是一个多输入多输出耦合非线性系统，有状态变量和控制变量含
ＩＲ＋Ｌ一出，Ｌ叫ｄ“ ｓ警＋一ＩｉＲ一一－ｄ．Ｌｄ－ｃｄＶｄＳ
由非线性反馈线性化理论，可取状态变量 —
当忽略－整流桥路自身损耗Ｐ…，三相空间矢二相则
量交流变换器交流侧有功功率Ｐ与桥路直流侧功
［稿日期］２１一Ｏ — １收Ｏ２４５［者简介］纪明伟（９２，男，徽毫州人，徽建筑工业学院讲师，究方向为电力电子及控制理论作１８一）安安研
５２
湖北工业大学学

4三相VSR的空间矢量控制剖析

4三相VSR 的空间矢量控制4.1三相VSR 空间矢量PWM 控制的基本原理20世纪70～80年代期间，为了对交流电机负载进行控制，德国的Felix Blaschke 等人提出了矢量变换控制的方法，将三相交流电机系统通过矢量变换，转换至两相坐标系中进行控制,从而在不高的开关频率（1～3kHz ）条件下,提高了电压型逆变器的电压利用率和电动机的动态性能。

空间矢量PWM （SVPWM ）控制策略是依据变流器空间电压矢量的切换来控制变流器的一种新颖的控制策略。

如果抛开磁场定向控制中所包含的关于电机的物理概念，那么这种控制方式实际上是一种将三相系统的电压统一考虑，并转换至两相系统中进行研究的方法。

其实现方式和电机模型没有本质上的联系，因此将其移植到三相非电机负载可逆整流器的控制中，控制效果不会受到影响。

SVPWM 控制方式，实质上是一种不同于规则采样方式的脉宽调制波产生方式，其最大特点体现在对三相系统的统一表达和控制，以及对幅值和相位的同时控制。

PWM 整流器控制的关键就是确定六个开关管的开通状态和时间，其状态必须满足在同一时间只有三个开关管处于导通状态，另三个开关管处于判断状态；同一桥臂上下两个管子处于互补状态，避免上下桥臂直通。

空间矢量算法就是根据整流器交流侧所需的V 确定开关管的工作状态。

4．2三相VSR 空间电压矢量分布三相VSR 空间电压矢量描述了三相VSR 交流侧相电压(0a v 、0b v 、0c v )在复平面上的空间分布，易得：1()3ao a a b c dc v s s s s v ⎡⎤=-++⎢⎥⎣⎦(4-1)1()3bo b a b c dc v s s s s v ⎡⎤=-++⎢⎥⎣⎦(4-2)1()3co c a b c dc v s s s s v ⎡⎤=-++⎢⎥⎣⎦(4-3)将823=种开关函数组合代入上面的式子即得到相应的三相VSR 交流侧电压值，如下表所示：表4-1 不同开关组合时的电压值Sa Sb Sc ao vbo vco v0 0 0 0 0 00 0 1 /3dc v -/3dc v - 2/3dc v0 1 0 /3dc v -2/3dc v /3dc v -0 1 1 2/3dc v - /3dc v/3dc v1 0 0 2/3dc v /3dc v - /3dc v - 1 0 1 /3dc v 2/3dc v - /3dc v1 1 0 /3dc v /3dc v 2/3dc v - 111分析上表可以得到，三相VSR 不同开关组合时的交流侧电压可以用一个模为2vdc/3的空间电压矢量在复平面上表示出来：(1)/30,7230V V j k k dc v eπ-⎧=⎪⎨⎪=⎩（6,...,1=k ）（4-4）由于三相VSR 开关的有限组合，因而其空间电压矢量只有328=条，如图（4-1）所示，其中0V (0, 0, 0)、7V (1, 1, 1)由于模为零而称为“零矢量”。

VSC_HVDC三相不平衡控制策略_袁旭峰

逆变侧交流系统为（1 ）
Li d iik + Riik = us - uik k = a，b，c dt
直流输电网络为
（2 ）
电力自动化设备
Idcr + ug ira Lr irb △ i rc ura urb urc Cdcr Udcr Udci Cdci uic uib Idc + Idci uia iia iib iic Li △ us
第9期
袁旭峰，等：VSC - HVDC 三相不平衡控制策略
ura（ω t）= Udcr Ar sin ω t urb（ω t）= Udcr Ar sin（ω t - 120°） urc（ω t）= Udcr Ar sin（ω t + 120°）
（4 ）
同理，对逆变侧有
uia（ω t）= Udci Ai sin ω t （5 ） uib（ω t）= Udci Ai sin（ω t - 120°） uic（ω t）= Udci Ai sin（ω t + 120°）式（1） ~ （5）构成 VSC - HVDC 系统的数学模型。逆变侧直流电流 Idci 为 Idci（ω t）＝ Iia sin（ω t - ia）Ai sin ω t + Iib sin（ω t - ib）Ai sin（ω t - 120°） + （6 ） Iic sin（ω t - ic）Ai sin（ω t + 120°）由式（6）可得式（7），其中 Idci0 如式（8）所示。 Idci（ω t）＝－ 1 Ai［Iia cos （2 ω t - ia）+ 2 Iib cos （2 ω t - ib － 120°）＋（7 ） Iic cos （2 ω t - ic + 120°）］+ Idci0 1 Idci0 ＝ Ai［Iia cos ia + Iib cos （ib + 120°）＋ 2 （8 ） Iic cos （ic － 120°）］由式（7 ）可知，当逆变侧三相交流系统不平衡时，直流侧电流不仅含有直流分量 Idci0，而且还含有 2 次谐波分量。由式（3）可知，直流电流的 2 次谐波分量必然在逆变侧直流电压上产生 2 次谐波分量［9 - 12］，

三相电压型PWM整流器(VSR)及其控制策略的研究的开题报告

三相电压型PWM整流器（VSR）及其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发展，三相电压型PWM整流器（VSR）在工业应用中得到越来越广泛的应用。

VSR作为一种高性能的电源电路，具有高效、可靠、节能等优点。

在现代工业中，高效节能是减少能源消耗和提高生产效率的重要手段。

而VSR在工业应用中，可以使电机有效运行，减少能量浪费，降低系统的运营成本。

目前，VSR的研究主要集中在拓扑结构和控制策略方面。

其中控制策略是VSR最关键的研究领域之一，因为它直接影响着整流器的工作效率和稳定性。

针对不同的应用场合和电源负载特性，不同的控制策略可达到不同的目标。

因此，进一步研究VSR的控制策略，具有重要的理论和实际意义。

二、研究内容和方法本文将研究三相电压型PWM整流器（VSR）的控制策略，并尝试实现一种新的控制策略，以提高整流器的效率和稳定性。

具体研究内容如下：1.综述VSR的工作原理及常用的控制策略，包括传统的Pulse Width Modulation （PWM）和Space Vector Modulation（SVM）等。

2.对比分析不同的控制策略在效率和稳定性等方面的差异，并探索一种新的控制策略，将其应用到VSR中，以期达到提高效率和稳定性的目的。

3.通过Matlab/Simulink或PSIM等软件建立VSR的数学模型，并仿真验证新的控制策略的有效性和优势。

三、预期成果和创新点本文预期通过对VSR控制策略的研究，得出一种新的控制策略，以提高整流器的效率和稳定性。

具体成果如下：1.对不同的控制策略进行分析比较，得出各自的优缺点。

2.开发一种新的控制策略，并通过仿真验证其有效性和优点。

3.提出控制策略改进的思路和方法，为后续的研究提供思路和方法。

本文的创新点在于，针对传统的控制策略，在保证稳定性的同时，寻求新的优化方案，以提高整流器的效率和可靠性。

四、论文结构本文将按以下结构撰写：第一章绪论第二章 VSR的基本原理第三章 VSR的常用控制策略第四章 VSR控制策略的分析比较第五章基于新控制策略的VSR仿真验证第六章结论与展望参考文献备注：以上仅为开题报告的示范，具体的内容和结构请根据实际情况进行调整。

三相电压型PWM整流器及其控制的设计_毕业论文精品

华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业论文Graduation Thesis（2009 —2013 年）题目：三相电压型PWM整流器及其控制的设计分院：电气与信息工程分院专业：电气工程及其自动化1摘要传统的二极管不可控整流器和晶闸管半控整流器输出的直流电压存在不同程度的波动，需要体积庞大的滤波装置、电网电流畸变率大、谐波含量大等缺点。

直流电压波动太大给负载带来了不良影响、滤波装置体积庞大会导致整流器笨重并且设备占地面积增大、电网电力畸变率大谐波含量高从而需要无功补偿装置，这些都增大了传统整流器的设计与运行成本。

本文从实际出发，首先介绍了三相电压型PWM整流器的发展史，电路的拓扑结构，以及电路的控制策略。

深入的研究了PWM整流器的数学模型，得到了一些有用的结论，重点研究了PWM整流器的控制策略，即SVPWM调制策略，设计了相应的控制器。

在MATLAB中搭建了仿真模型，仿真结果表明了所建立的控制系统是有效的，能够稳定三相电压型PWM整流器直流侧的直流电压，在负载突变后，也能很好的调节的直流电压保持不变，并且电网电流与电压同相，实现了单位功率因数运行。

关键字：PWM整流；SVPWM调制；仿真；单位功率因数AbstractTraditional controlled rectifier diode and thyristor half controlled rectifier output of the DC voltage varying degrees of volatility, the need for bulky filtering device, grid current distortion, harmonic content and other shortcomings. DC voltage is too volatile to the load brought adverse effects the filtering device bulky lead to rectifier bulky and equipment covers an area of increased, Power Grid distortion rate of high harmonic content and reactive power compensation device, which are increased conventional rectifier design and operating costs.From reality, this paper first introduces the history of the development of the three-phase voltage-type PWM rectifier circuit topology, and circuit control strategy. In-depth study of the mathematical model of PWM rectifier, got some useful conclusions, focus on the PWM rectifier control strategy, SVPWM modulation strategy, design the controller. In MATLAB to build a simulation model, the simulation results show that the established control systems are effective, stable three-phase voltage-type PWM rectifier DC side DC voltage, load mutation, can be well regulated DC voltage remains unchanged and the same phase of the grid current and voltage, to achieve unity power factor operation.Key words: PWM rectifier; SVPWM modulation; simulation; unity power factor3目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)目录 (3)第1章绪论 (1)1.1 课题的研究背景与意义 (1)1.1.1 谐波的危害和抑制 (1)1.1.2 功率因数校正技术 (2)1.2 PWM整流器国内外研究现状 (2)1.2.1 PWM整流器的分析与建模 (3)1.2.2 三相PWM整流器控制技术的研究 (3)1.2.3 PWM整流器拓扑结构的研究 (3)1.2.4 PWM整流器系统控制策略的研究 (3)1.3 电压型PWM整流器的控制技术 (4)1.4 本文的主要研究内容和重点 (4)第2章三相PWM整流器的原理及其数学模型 (5)2.1 PWM整流器的基本原理 (5)2.1.1 三相PWM整流器拓扑结构 (5)2.2.1 ABC静止坐标系下的低频数学模型 (7)2.2.2 两相坐标系下的低频数学模型 (9)2.2.3 PWM整流器高频通用数学模型 (11)2.2.4 两相dq坐标系的PWM整流器高频数学模型 (14)第3章三相电压型PWM整流器的控制 (17)3.1电压型PWM整理器的电压空间矢量控制技术 (17)3.2 SVPWM算法在MATLAB中的实现 (17)3.2.1 参考电压矢量所在扇区N的判断 (18)3.2.2 不同扇区两相邻电压空间矢量的作用时间 (22)第4章三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (25)4.1 三相VSR直流电压控制 (25)4.2PWM整流器整体仿真 (27)第五章结论与展望 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 课题的研究背景与意义近十几年来，随着电力电子装置的谐波污染受到愈来愈广泛的重视，随着用电设备谐波标准和电机系统节能工程的推广实施，必将会很大程度上促进对PWM 整流器的发展。

三相四线制逆变器不平衡功率控制

三相四线制逆变器不平衡功率控制
三相四线制逆变器不平衡功率控制是指在三相四线制逆变器中，针对不平衡负载造成的功率不平衡问题，采取相应的控制策略，以实现输出功率的均匀分布。

以下是一些常见的控制方法：
- 分裂电容三相四线制拓扑和三维空间矢量脉宽调制（3D-SVPWM）：结合分裂电容三相四线制拓扑结构，采用三维空间矢量脉宽调制（3D-SVPWM）技术，实现输出电压零序分量的抑制和分裂电容的均压控制。

- 准谐振控制：采用准谐振控制实现对输出电压负序分量的抑制。

- 改进分序虚拟阻抗下垂控制方法：详细分析不平衡负载对输出功率均分的影响和基本关系，基于二次广义积分构造虚拟阻抗来减小各序分量下输出阻抗的差异，有效解决不平衡负载造成的输出负序功率和零序电流无法均分的问题。

三相电压型PWM整流器(VSR)及其控制策略的..._图文(精)

图卜１三相不控整流桥电压型逆变器
Ｆｉｇｌ一１Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｖｏｌｔａｇｅｉｎｖｅｒｔｅｒａｎｄｎｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒ
在交一直一交变频调速系统中（图１－１），整流侧一般采用不控整流桥，并假定中间直流侧的电压是固定不变的，逆变侧采用脉宽调制控制技术去产生变频，变幅的输出电压以控制交流电动机的转速。这种类型的系统有以下不足之处：
（１）在不控整流侧，输入电流是非正弦的。因此，电流的高次谐波注入电网，造成干扰问题，引起公害；
（２）由于器件结构的单向性，能量只能从整流侧到逆变侧传递，使系统不能在再生状态下运行，其动态性能受到限制。恸均卜／Ｉ
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图１－２晶闸管反并联电压型逆变器
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陕西科技大学硕士学位论文
（２＞谐波影响各种电气设备的正常工作；
（３）谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振；
（４）谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确；（５）谐波会对临近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
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陕西科技大学硕士学位论文
原创性声明及关于学位论文使用授权的声明
原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。
陕西科技大学
硕士学位论文
三相电压型PWM整流器（VSR）及其控制策略的研究

电网不平衡时的三相PWM整流器控制策略

１电网不平衡时．三相ＶＲ系统的建模及分Ｓ
析
三相电压型ＰＷＭ整流器拓扑结构如图１示。所
ＬｉＭｏａ等学者在文献［］分析并推导了三相ｕｒｎｓ４中，电压型ＰＷＭ整流器在三相电网不平衡条件下，网侧电流及直流电压时域表达式。ＬｉＭｏａｕｓｒｎ等通过理论分析认为，电网负序电动势分量是导致网侧电流畸变的根本原因；同时指出电网不平衡条件下，常规的控制方案将使直流电流产生偶次谐波分量，通过且ＰＷＭ控制，ＷＭ整流器交流侧会产生相应的奇次谐Ｐ波分量，从而导致电流畸变。本文在此基础上，出一种通过对负序分量的前馈提控制来抑制电网负序电压的策略。在正序同步旋转坐标系下，网侧指令电流为直流分量，时通过Ｐ调节此Ｉ
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２００７年５月２５日第２卷第３期４
ＴｅｅｏＰｗｅｃｎｌｇｅｌｃｍｏｒＴｅｈｏｏｉｓＭａ５，２０，Ｖｏ．２．３ｙ２０７１４Ｎｏ
文章编号：０９３６（０７０ —０６０１０ —６４２０）３０５ —３
电网不平衡时的三相ＰＷＭ整流器控制策略
徐嘉鹏，钰鹏汤
（ｒＪ京交通大学电气工程学院，北京１０４）００４摘要：三相电网不平衡时，电压会存在负序分量。此时，如果对三相电压型ＰＷＭ整流器采用普通的控制策略进行控制，会使其网侧电流含有大量的谐波，而无法得到正弦输入电流。文章通过对三相电压型Ｐ从ＷＭ整流器在电网不平衡情况下的建模，分析了网侧电流谐波产生的原因。在此基础上，采用了一种能使其网侧电流正弦化的控制策略，并进行了仿真验证。研究表明，该控制策略有良好的控制能力，可以使得交流侧电流达到正弦。