电网不平衡条件下三相PWM整流器控制策略研究

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PWM整流技术是目前最优的整流策略之一,除了能控制整流电路的单位功率因数和有效的抑制谐波外,还能够实现能量的双向流动。这使得PWM整流器不仅仅是为了取代传统的整流器,而是逐渐有了自己特有的应用领域。如有源电力滤波器、风力、太阳能发电、电力储能系统等。因此,对于三相PWM整流器的研究得到学者们的普遍关注。随着IGBT、IGCT等电力电子器件性能的快速提高,PWM整流器在工农业领域的应用得到迅速的普及。这对PWM整流系统的控制性能完善提出了更高的要求。   以往的整流器建模和研究,都是基于三相电网完全平衡条件下完成的。而在实际中,三相电网电压常常是不平衡的。在这种情况下,如果采用传统的控制策略,会给交流侧电流和直流侧电压带来大量的谐波。因此需要对控制策略进行改进,以应对电网不平衡波动产生时整流器控制效果的恶化。   本文首先在三相电网电压不平衡情况下研究了常规控制算法的控制效果,提出了适宜实际系统改进的基于负载电流前馈的滞环控制策略。其次,在三相电网不平衡条件下,分别建立了三相电压型PWM整流器在三相静止(a,b,c)坐标系、两相同步旋转(d,q)坐标系中的数学模型。本文重点研究了基于电网电压不平衡情况的双电流控制策略:通过正、负序电流的分别控制,构造双电流控制的电流内环,取得基于空间矢量控制算法的电压矢量,从而有效抑制直流侧二次谐波,在电网不平衡条件下保证了控制系统的稳定和直流侧输出电压的低扰动。   本文在MATLAB/SIMULINK环境中对三相电压型PWM整流器进行建模仿真,并对提出的控制策略进行了仿真分析验证。
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