刘德红,胡安,汪光森,胡文华

(海军工程大学 舰船综合电力技术国防科技重点实验室,湖北 武汉 430033)

1 引言

三相LCL型PWM变换器(VSC)因能提供恒定的直流母线电压,较低的电流谐波畸变,实现能量的双向流动及可控的功率因数等优越特性,使得VSC越来越广泛地运用于静止无功补偿、有源电力滤波、新型UPS以及太阳能、风能等可再生能源的并网发电等。

在三相LCL型VSC控制系统中,电流控制器起着非常重要的作用。电流环的响应不仅影响交流侧的电流波形与功率因数控制,而且影响直流侧电压跟踪能力及功率变化时系统的抗扰性,而对电流环性能影响最大的是内环调节器的类型与参数。近年来,高性能的电流控制技术得到了极大的发展。其中包括滞环控制调节器[1],同步旋转坐标系下的PI调节器和状态变量电流调节器[2-3],预测调节器[4],无差拍调节器[5],多变量状态反馈调节器[6],最小时间电流调节器[7]等。在它们当中,使用最广泛的就是同步坐标系下带前馈补偿的PI调节器[8-9]。在同步旋转坐标系下,三相交流量被转换成直流量,PI调节器能使电流反馈快速、准确地跟踪直流电流参考量,做到无静差调节。

对于性能要求较高的控制系统,在大扰动负载和电流参考变化较大的情况下,最重要的就是具有较小的超调和快速的动态响应能力。然而在三相LCL型VSC系统中,电流的快速响应不可能得到无限的提高,它受到PWM调制频率和变换器输出电压的限制。同时在设计电流环调节器时,考虑增强电流内环抗干扰能力,因而采用了近似的典型Ⅱ型系统设计方案,该方案在使电流响应具有较快的抗干扰能力的同时,增大了电流超调,为此,需进一步改进以抑制电流超调。……