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三相PWM整流器不平衡电网下的功率波动抑制控制

2021-04-12纪伊琳阚志忠荣小兵

燕山大学学报 2021年2期

纪伊琳,阚志忠,荣小兵

(1. 广东电网有限责任公司计量中心,广东 广州 510080;2. 燕山大学 电气工程学院,河北 秦皇岛 066004)

0 引言

近年来,由于三相PWM整流器先进的特性,如具有可实现正弦化的输入电流、单位功率因数运行、恒定的直流输出电压等特点,在各种工业中得到广泛应用,为了满足不同工作环境要求研究人员对其性能开展了多方面的研究[1-3]。然而当电网电压出现不平衡时会产生负序电流致使有功功率和无功功率波动,而功率波动又会导致网侧电流的畸变和直流侧电压的波动,若采用平衡控制算法对三相PWM整流器进行控制,不能很好抑制功率波动。为了解决不平衡电网下对三相PWM整流器实施有效的功率波动抑制控制,从而达到减小输出直流电压的波动和减小交流侧电流的畸变,Rioual等人建立了电网不平衡时三相PWM整流器数学模型[4],推导出有功功率和无功功率的数学表达式,并选取有功功率的二倍频脉动作为控制变量来实现直流母线恒压。虽然该方法能够有效地抑制直流母线电压波动,但系统控制结构较为复杂,且电流参考中存在二倍频分量,只采用PI调节器无法实现无静差控制。为此,文献[5]提出了多重参考坐标系控制策略,该方法能够独立控制不同次谐波。针对不平衡电网电压下的控制策略研究,Suh等人提出双旋转坐标系下电流正负序变量分离控制[6-7],该方法通过坐标变换算法将电网正、负序电流分别变换到正、反向旋转的坐标系下的直流量,并且分别利用PI调节器对直流量进行无静差控制,但是控制框架过于复杂且计算量较大,而且需要通过锁相环检测电网电压相,所以电流参考计算过程非常繁琐。……

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