考虑功率交叉耦合的直接功率控制研究.pdf

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1、ELECTRICDRIVE2014Vol.44No.8电气传动2014年第44卷第8期考虑功率交叉耦合的直接功率控制研究张霞，阮毅，周小杰（上海大学机电工程与自动化学院，上海200072）摘要：基于瞬时功率理论，建立三相并网逆变器数学模型，考虑瞬时功率对功率变化率产生的交叉耦合影响，以瞬时功率变化率为坐标轴定义子空间，研究逆变器输出电压空间矢量对瞬时功率的作用，实现了考虑功率交叉耦合的直接功率控制。分别从基于有功作用强和无功作用强两个角度建立开关表，通过仿真对比分析，确立采用以无功作用强为原则选择电压空间矢量，建立开关表。搭建三相并网逆变器系统实验平台，验证了该方法的可行性和正

2、确性。关键词：三相并网逆变器；交叉耦合；直接功率控制；开关表中图分类号：TP29文献标识码：AResearchonDirectPowerControlConsideringPowerCross⁃couplingZHANGXia，RUANYi，ZHOUXiao⁃jie（SchoolofMechatronicsEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China）Abstract:Themathematicalmodelofthree⁃phasevoltage⁃sourceinverterwasestabl

3、ishedbasedoninstantaneouspowertheory，consideredtheinstantaneouspowerforpowerrateofcross⁃couplingeffect，studiedtheeffectofvoltagespacevectorofinstantaneouspowerinthesubspacewiththeinstantaneouspowerrateforaxes，andimplementeddirectpowercontrol，whichconsideredpowercross⁃coupling.Twoswitchingtab

4、leswereestablishedbasedontheactiveroleofstrongandreactiveroleofstrong，comparedthroughsimulationanalysis，establishedtheprincipleofstrongreactiveeffecttochoosethevoltage.Athree⁃phasegridinvertersystemplatformwasbuilttoverifythecorrectnessandfeasibilityofthismethod.Keywords:three⁃phasegrid⁃conn

5、ectedinverter；cross⁃coupling；directpowercontrol；switchingtable瞬时无功功率变化率为坐标轴定义子空间，分析1引言逆变器输出基本电压空间矢量对瞬时功率的影随着电力电子技术的发展，三相并网逆变器响，在分析了以有功作用强和无功作用强为原则［1］在并网发电系统中得到广泛的应用。三相并网选择矢量的基础上，确立以无功作用强为原则选逆变器直接功率控制选择合适的逆变器输出电择电压空间矢量，建立开关表。通过仿真和实压矢量直接对系统的功率进行调节，具有结构简验，验证了该控制策略的可行性和正确性。单，动态响应快，鲁棒性能好等优点，近年来，得

6、2直接功率控制系统［2］到持续关注。传统的直接功率控制利用电网电压或虚拟2.1三相并网逆变器数学模型磁链在空间矢量图中进行定性分析，在选择电压三相电压型并网逆变器电路结构如图1所空间矢量时，忽略了瞬时功率对功率变化率产生示。其中，ea，eb，ec分别为三相电网的相电压，考的交叉耦合影响，给电压空间矢量的选择带来了虑电网电压为三相平衡电网电压；ia，ib，ic分别为［3-5］误差。本文根据瞬时功率理论，计算得到维持逆变器的三相输出电流（参考方向如图所示）；ua，瞬时功率不变的矢量，以瞬时有功功率变化率和ub，uc为逆变器交流侧三相输出电压，逆变器通过作者简介：张霞（1986-），

7、女，硕士，Email：zhangxia1177@126.com23电气传动2014年第44卷第8期张霞，等：考虑功率交叉耦合的直接功率控制研究电感L接到三相电网上。3建立开关表3.1功率变化率子空间当dP/dt=0且dQ/dt=0时，计算整理得到：éuαùωLQéeαùωLPé-eβùêuú=(1+2)êeú+2êeú（4）ëβû

8、eαβ

9、ëβû

10、eαβ

11、ëαûT记矢量uαβ=［uα，uβ］，维持瞬时功率不变的图1三相电压型并网逆变器电路结构eqFig.1Diagramofthreephas