基于无源性理论的电压不平衡条件下PWM整流器非线性控制策略.pdf

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1、第41卷第6期电力系统保护与控制VO1．41No．62013年3月16日PowerSystemProtectionandControlMar．16．2013基于无源性理论的电压不平衡条件下PWM整流器非线性控制策略吕学志，康忠健，梅永超(中国石油大学(华东)电气工程系，山东青岛266580)摘要：针对PWM整流器在电网电压不平衡条件下直流侧电压出现二次谐波和交流侧出现负序电流的问题，在分析了PWM整流器数学模型的基础上，设计了一种基于无源性理论的PWM整流器非线性控制器。在Matlab下建立了PWM整流器仿真系统模型，对所设计的非线性控制器进行了仿真验证，并与传统的双dq—PI控制策略进行

2、了比较。仿真试验结果表明，所设计的基于无源性理论的非线性控制器可以根据控制目标有效地抑制直流侧二次谐波或交流侧负序电流，与传统的双dq-PI控制器相比具有更好的动态性能。关键词：电压不平衡；PWM整流器；无源性理论；非线性控制；阻尼注入NonlinearcontrolofPWMrectifierbasedonpassivitytheoryunderunbalancedgridvoltageLtiXue-zhi，KANGZhong~ian，MEIYong—chao(DeptofElectricEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao2665

3、80，China)Abstract：Undertheunbalancedgridvoltageconditions，thePWMrectifierwouldproduce2harmonicintheDCvoltageandnegmivesequencecurrentintheACside．Inordertodealwiththeseproblems，thispaperdesignsanonlinearcontrollerbasedonthepassivitytheoryafteranalyzingthemathematicalmodelofthePWMrectifier．AMatlabsi

4、mulationmodelofthePWMrectifierisestablished．Finally,thenonlinearcontrollerischeckedandcomparedwiththetraditionaldualdq—PIcontroller．ThesimulationresultssuggestthatthenonlinearcontrollerbasedonpassivitytheorycouldefectivelyrestraintheDCvoltage2“。harmonicorACsidenegativesequencecurrentaccordingtothe

5、controlobjectivesandhaveabetterdynamicperformancethanthetraditionaldualdq—PICOntroller．ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．61271001)．Keywords：unbalancedvoltage；PWMrectifier；passivitytheory；nonlinearcontrol；injectiondamping中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1674-3415(2013)06—0071—06负

6、序电流，由于整流器没有负序阻抗，所以对整流0引言器的危害较大，甚至烧毁整流器LlJ。然而，在不正随着风力发电、太阳能发电等新能源的大量并常工作状态下整流器会产生大量谐波，对电网造成网，其稳定运行得到越来越大的重视，并网型PWM污染，降低电能质量，同时对其他设备的正常运行整流器是诸多新能源并网广泛使用的装置，在一般也产生了影响[2]0的PWM整流器控制策略研究中，通常是假设三相为了使PWM整理器在电网电压不平衡时能够电网电压是平衡的，然而当电网电压发生不对称故正常工作，很多文献对电压不平衡情况下的控制策障时，以三相电压平衡为条件的三相PWM整理器略做了大量的研究[34】。其中这些文献中采用的

7、是双会处于非正常运行状态，电网中的负序分量会对整dq．PI控制器对正、负序双电流内环控制，实现对正、流器造成很大的危害，在不采取任何控制策略的前负序电流的独立控制，通过正、负序电流指令的给提下，直流侧会产生2倍频的脉动，交流侧会产生定，可以实现电压不平衡条件下PWM整流器交流侧输入电流无负序分量和直流侧电压稳定的控制目基金项目：国家自然科学基金项目(61271001)；中国石油标。然而，这种方法需要使用陷波器对正、负序电