基于单周控制逆变算法的动态电压恢复器设计与实现.pdf

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1、第41卷第17期电力系统保护与控制V．oJ．41NO．172013年9月1日PowerSystemProtectionandControlSep．1，2013基于单周控制逆变算法的动态电压恢复器设计与实现王建伟，张庆振，胡晓光(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191)摘要：提出了基于单周控制逆变算法的动态电压恢复器(DVR)设计方案。针对DVR逆变输出受到非线性和冲击性负载扰动的问题，将单周控制结合PI环节，建立了DVR三相a桥逆变单元的单周控制模型。硬件以32位浮点DSP芯片TMS320

2、F28335为核心，采用IPM模块作为逆变单元的功率开关模块，在耦合变压器的副边并联固态继电器，灵活地将DVR和电网进行隔离。PWM中断服务程序根据DVR的单周控制逆变算法实时地调整PWM输出信号的脉冲宽度，以控制逆变输出电压。采用开环控制和闭环控制相结合的控制方式，开环控制在第一时间依据所建立的数学模型表实现快速补偿。在补偿误差较小时采用闭环控制，以提高控制精度及稳定性。实验分析表明，该动态电压恢复器具有响应速度快，补偿效果好，可靠性高，性能稳定等优点。关键词：动态电压恢复器；单周控制；三相H桥；DSP；I

3、PM模块Dynamicvoltagerestorerdesignandimplementationbasedonone-cyclecontrolinverteralgorithmWANGJian-wei，ZHANGQing—zhen，HUXiao—guang(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeihangUniversity,Beijing100191，China)Abstract：Thedynamicvoltagerestorer(DVR)

4、designprogrambasedonone-cyclecontrolinverteralgorithmispresented．AimingattheissuethatDVRinve~eroutputisdisturbedbynonlinearandimpactload，bycombiningPIregulatorwithone—cyclecontrol，one—cyclecontrolmodelofDVRthree-phaseHbridgeinverterunitisestablished．The32一b

5、itfloating-pointDSPchipTMS320F28335istakenasthecoreofhardware，theIPMmoduleisusedaspowerswitchmoduleofinverterunit，andthesecondarysideofcouplingtransformerisparalleledwithsolid-staterelay,whichflexiblyinsulatesDVRfromthegrid．PWMinterruptserviceroutineadjusts

6、PWMoutputsignalpulsewideinrealtimebasedonDVRone—cycleinverteralgorithmtocontrolinverteroutput．Mainprogramusesacombinationofopen-loopcontrolandclosed-loop．Theopen-loopcontrolachievesrapidcompensationbasedonthemathematicalmodeltableinthefirsttime．Whencompensa

7、tionerrorissmall，closed—loopcontrolisadoptedtoimprovethecontrolprecisionandstability．Theexperimentalanalysisshowsthatthedynamicvoltagerestorehasfastresponsespeed，goodcompensationeffect，highreliabilityandstableperformance．Keywords：dynamicvoltagerestorer；one-

8、·cyclecontrol；three-phaseHbridge；DSP；IPMmodule中图分类号：TM761文献标识码：A文章编号：1674—3415(2013)17—0095．08目前常用的逆变控制算法主要有滞环比较控0引言制、三角波控制、空间矢量调制等，这些算法普遍随着电网中大量非线性和冲击性负载的增加，存在差拍误差问题I6J。单周控制是一种非线性PWM动态电能质量问题越来越严重地影响到系