電網(wǎng)不平衡下基于SVM三相整流器直接功率控制
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3 電網(wǎng)不平衡下DPC-SVM控制策略
當電網(wǎng)電壓出現(xiàn)不平衡時，網(wǎng)側(cè)有功功率中會出現(xiàn)頻率為2倍工頻的振蕩功率，繼而影響直流母線出現(xiàn)2倍工頻的振蕩電壓。由PI調(diào)節(jié)器的特性可知，其僅可對直流信號實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)，而對交流信號有一定的放大作用但無法實現(xiàn)無靜差控制，放大的2倍工頻信號繼而對電壓給定產(chǎn)生影響，使網(wǎng)側(cè)變流器輸出電流中含有大量的3次諧波，電流正弦度差。因此首先對電流信號進行帶通濾波，來消除3次諧波電流所形成的功率中波動分量，采用比例積分諧振器PI-RES進行無差控制，其次采用T／4延時法提取正負序分量，再進行功率計算作為參考信號進行控制，控制框圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/175858.htm
由于電網(wǎng)電流、瞬時有功功率、瞬時無功功率三者之間存在一定的矛盾關(guān)系，因此當設(shè)置消除有功的100 Hz波動的控制目標時，瞬時無功功率會出現(xiàn)波動，且電流存在負序分量。
若想達到消除有功的100 Hz波動的目標，則有P1=P2=0，此時允許系統(tǒng)中還存在負序電流分量，為得到恒定的功率指令，則必須在原來功率指令中加入功率補償項Q1+Q2作為新的功率指令，對系統(tǒng)進行控制。
4 實驗
實驗?zāi)Ｐ椭饕獏?shù)為：電網(wǎng)線電壓380 V，交流側(cè)濾波電感2 mH，直流電壓為600 V，直流側(cè)支撐電容3 mF，開關(guān)頻率2．1 kHz。功率環(huán)參數(shù)設(shè)置：Kp=6，Ki=0．002，Kwi=0．000 9，電壓環(huán)參數(shù)設(shè)置：Kp=4，Ki=0．000 5，Kwi=0．005，b，c兩相電網(wǎng)電壓幅值都跌落1／3。圖3，4分別示出電網(wǎng)電壓出現(xiàn)不平衡時添加補償項前后的實驗波形。
由圖3可知，當電網(wǎng)電壓出現(xiàn)不平衡時，中間直流電壓Udc出現(xiàn)明顯2倍頻振蕩，電流iabc波形畸變嚴重，正弦度很差，必然對電網(wǎng)造成嚴重污染，同時P，Q也都出現(xiàn)2倍頻波動。由圖4可知，當對系統(tǒng)添加補償項后，Udc振蕩明顯減小，雖然電流中仍含有負序分量，但與圖3a相比正弦度較好，有效抑制了諧波電流。因為P，Q，iabc三者之間的矛盾關(guān)系，當穩(wěn)定P時，則Q會出現(xiàn)較為明顯波動，iabc還存在負序分量。
5 結(jié)論
將空間矢量調(diào)制應(yīng)用于直接功率控制，繼承了直接功率控制的特點，并且實現(xiàn)了定頻控制。當電網(wǎng)出現(xiàn)不平衡時，采用添加功率補償項的控制算法有效抑制了直流電壓和有功功率的2倍頻波動，同時降低了電流的諧波含量。通過理論推導和實驗驗證了該控制算法的可行性和正確性。
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