一种基于传统PI控制的PWM整流器新型双闭环控制策略
2019-03-31郎佳红张为民马振亚郑诗程
郎佳红,李 浩,张为民,舒 莹,马振亚,郑诗程
(1.安徽工业大学电气与信息工程学院,安徽马鞍山243032;2.合肥为民电源有限公司,安徽合肥230000)
三相电压源型PWM(pulse width modulation)整流器(voltage-source rectifier,VSR)具有输出电流畸变率小、可双向流动的能量、连网侧功率因数较高以及输出侧电压调节范围宽等优点,从而得到现代电力电子领域学者的重视,且在一些新兴工业领域得到广泛应用,如绿色发电(风力、光伏等)、不间断电源(uninterruptible power supply,UPS)和新兴混合动力车充电站等[1-5]。三相PWM整流器中常用的控制方法为线性控制方法以及非线性控制方法,非线性控制理论的提出促使滑模控制、模型预测控制以及无源控制等非线性控制方法应用于整流器系统中,且使系统的各方面性能更佳[6-12]。传统PI(proportional integral,PI)控制方法设计简单,是最常用的线性控制方法,也是当前技术比较成熟的控制方法之一,但其在两相静止坐标系下很难完成对电压交流量的无静差跟踪,且动态响应性能较差。滑模变结构控制是一种非线性控制,应用其控制PWM控制器可有效抑制谐波和负载波动的干扰,具有动态响应快、强鲁棒性的优点,但因系统惯性和控制能量等因素,直流侧电压会产生抖动[13-15]。
为进一步改善PI 控制方法的性能,杨勇等[16]提出直接功率控制策略(direct power control,DPC),即一种基于瞬时功率理论的PWM整流器控制策略,根据功率滞环比较器的实际输出对照开关表,进而确定合适的矢量控制方法实现对有功功率和无功功率的解耦控制,该方法设计算法简单、动态响应性能快速,但其所需的开关频率不恒定,对系统的采样频率要求很高,不利于系统稳定;……