馬 琳 金新民 唐 芬 Pedro Rodriguez 孫 凱
(1. 北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院 北京 100044 2. 西班牙加泰羅尼亞理工大學(xué) 巴塞羅那 08222 3. 清華大學(xué)電力系統(tǒng)及大型發(fā)電設(shè)備安全控制和仿真國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100084)
近年來,基于可再生能源的分布式并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)如光伏發(fā)電、燃料電池發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電等,得到了快速的發(fā)展。與傳統(tǒng)的集中式發(fā)電系統(tǒng)相比,其距離用戶更近,發(fā)電靈活性更高,能更充分地利用各種可用的分散存在的能源,成為了電能供應(yīng)不可缺少的有益補(bǔ)充。作為分布式能源與電網(wǎng)間進(jìn)行能量變換的逆變器,如何更加有效、可靠地使分布式發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電能并入電網(wǎng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1,2]。為此,多種新型的并網(wǎng)電流控制方法得到了應(yīng)用[3]。
小型單相并網(wǎng)系統(tǒng)如屋頂式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)其逆變器傳統(tǒng)控制方式采用傳統(tǒng)網(wǎng)壓前饋的比例積分控制,存在著固有的靜態(tài)誤差等問題[4]。為克服傳統(tǒng)控制器的缺陷,很多新型單相并網(wǎng)逆變器常采用比例諧振控制[5,6]作為其并網(wǎng)電流的控制方法,用以消除在跟隨單相正弦電流指令時(shí)比例積分控制器固有的靜態(tài)誤差。大功率三相并網(wǎng)系統(tǒng)如風(fēng)力發(fā)電,常采用基于電網(wǎng)電壓矢量定向的比例積分(PI)控制。該并網(wǎng)電流控制方法,通過對(duì)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的 dq兩個(gè)坐標(biāo)分量分別控制,實(shí)現(xiàn)有功分量與無功分量解耦,理論上可以做到無靜態(tài)誤差控制[7]。除此之外,根據(jù)不同的應(yīng)用條件,也涌現(xiàn)了其他多種控制方式[3],例如靜止坐標(biāo)系控制法(Stationary Reference Frame Control)與自然坐標(biāo)系控制法(Natural Frame Control)等。
基于電網(wǎng)電壓矢量定向的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系控制法,盡管已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,但是采用PI控制器對(duì)并網(wǎng)電流調(diào)節(jié)時(shí),需要進(jìn)行多次坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換,增加了控制的復(fù)雜性和算法實(shí)現(xiàn)的難度;尤其對(duì)系統(tǒng)低次諧波進(jìn)行補(bǔ)償時(shí),各次諧波分量均需進(jìn)行多次復(fù)雜的高低通濾波和坐標(biāo)變換,且濾除相應(yīng)次的負(fù)序諧波分量時(shí),還會(huì)使計(jì)算量加倍,加大系統(tǒng)控制算法實(shí)現(xiàn)的難度[8],同時(shí),在動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力方面也不具優(yōu)勢。
本文利用比例諧振控制器能夠在靜止坐標(biāo)系下對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行無靜差調(diào)節(jié),無需坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換,不存在耦合項(xiàng)和前饋補(bǔ)償項(xiàng),且易于實(shí)現(xiàn)低次諧波補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)[9],實(shí)現(xiàn)了對(duì)三相并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)電流的良好控制。
為了進(jìn)一步提高靜止坐標(biāo)系控制的對(duì)于網(wǎng)壓突變的抗干擾能力,降低動(dòng)動(dòng)過電流,作者采用了帶有網(wǎng)壓瞬時(shí)值前饋的靜止坐標(biāo)系控制方法。但在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)采用此控制方式,當(dāng)電網(wǎng)存在較大非線性負(fù)載,造成變流器共用接入點(diǎn)電壓畸變時(shí),靜止坐標(biāo)系中的網(wǎng)壓瞬時(shí)值前饋控制環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)整個(gè)控制造成很大的負(fù)面影響,使并網(wǎng)電流嚴(yán)重畸變時(shí)。針對(duì)該問題,作者在已有靜止坐標(biāo)系比例諧振控制的基礎(chǔ)上,提出了一種采用帶有比例系數(shù)的正序網(wǎng)壓前饋控制方法,通過該方法極大提高了并網(wǎng)電流質(zhì)量,并得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
比例諧振(Proportional Resonant,PR)控制器理論成熟于20世紀(jì)90年代,由于其具有易于實(shí)現(xiàn)諧波補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn),最先應(yīng)用于有源濾波器及諧波補(bǔ)償控制的設(shè)計(jì)當(dāng)中[10]。2004年以后,開始逐漸被應(yīng)用于單相及三相電流的控制之中[11]。
其思想主旨是在控制器傳遞函數(shù)的 jω 軸上加入兩個(gè)固定頻率的閉環(huán)極點(diǎn),形成該頻率下的諧振,從而增大該頻率點(diǎn)的增益(理論上,諧振使得該設(shè)計(jì)頻率下的增益趨近于無窮大),實(shí)現(xiàn)對(duì)該頻率下的正弦指令信號(hào)的無差跟蹤,克服了PI控制器無法無靜差跟蹤正弦信號(hào)的不足。如果換一個(gè)角度去思考,在三相并網(wǎng)逆變器的電壓矢量定向控制中,是將αβ靜止坐標(biāo)系中的正弦量轉(zhuǎn)化為了 dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的直流量,從而使得可以利用PI控制器完成對(duì)直流量的無靜態(tài)誤差的控制,這里坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的條件是,得到同步旋轉(zhuǎn)的角速度。在比例諧振控制中,同樣需要一個(gè)諧振頻率,從數(shù)學(xué)本質(zhì)上講是一致的,即得到同步旋轉(zhuǎn)的角速度。比例諧振控制利用諧振控制等效省去了坐標(biāo)系變換的過程,使得這種控制方法可以對(duì)特定頻率的正弦指令信號(hào)進(jìn)行無差跟蹤。
有關(guān)比例諧振控制器的相關(guān)論文眾多[4,5,9-11],在此不再贅述,僅從其電流追蹤特性上對(duì)其控制特性進(jìn)行簡要闡述
圖1給出當(dāng)采用比例諧振控制跟蹤正弦并網(wǎng)電流指令的控制框圖(該指令可以是單相并網(wǎng)電流指令,也可以是三相靜止坐標(biāo)系中的αβ 正弦指令,或者是三相自然坐標(biāo)系中,任意一相的電流指令)。Gd(s)為逆變器傳遞函數(shù),Gf(s)為濾波電感傳遞函數(shù)。
圖1 電流環(huán)PR控制框圖Fig.1 Current loop PR controller
采用比例諧振控制的輸出電流如下
該表達(dá)式可分為兩部分:第一部分,即跟隨電流指令部分,從閉環(huán)伯德圖2分析中可知,在跟蹤正弦指令時(shí),比例諧振控制很好的解決了穩(wěn)態(tài)誤差的問題。
圖2 PR與PI控制器閉環(huán)伯德圖Fig.2 Bode plot of closed-loop PR and PI controller
該式的第二部分為電網(wǎng)作用部分,由于該部分的存在,電網(wǎng)會(huì)對(duì)所控并網(wǎng)電流造成影響,也就是說實(shí)際上并網(wǎng)電流的誤差是由控制器跟蹤正弦指令所造成的誤差和電網(wǎng)電壓造成的誤差兩部共同組成的。從電網(wǎng)作用伯德圖3分析中可知,比例諧振控制可以消除特定頻率下電網(wǎng)的作用(該頻率下的衰減趨近于無窮)。
圖3 PI、PR控制電壓擾動(dòng)伯德圖Fig.3 PI and PR disturbance bode plot
該式第二部分也說明了為什么在單相并網(wǎng)電流控制跟隨正弦指令電流采用比例積分控制器時(shí),必須加入網(wǎng)壓前饋環(huán)節(jié)(用于消除第二部分誤差),而采用比例諧振控制器可以不加入網(wǎng)壓前饋。綜上所述,PR控制器利用所加入的諧振環(huán)節(jié),使得PR控制器在跟隨正弦電流指令時(shí),可以消除穩(wěn)態(tài)誤差,并且消除網(wǎng)壓基頻對(duì)并網(wǎng)電流的影響,從而可以省去網(wǎng)壓前饋環(huán)節(jié)的使用。有關(guān)比例諧振控制的具體實(shí)現(xiàn)方法參見文獻(xiàn)[4]。
比例諧振控制器不僅可以運(yùn)用于單相并網(wǎng)系統(tǒng),還可以應(yīng)用于三相系統(tǒng)電流控制當(dāng)中。傳統(tǒng)的三相系統(tǒng)使用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系控制,采用 PI 控制器對(duì)并網(wǎng)電流調(diào)節(jié)時(shí),具有計(jì)算量大、諧波補(bǔ)償困難以及控制參數(shù)選取困難等缺點(diǎn)。
本文作者利用比例諧振控制器能夠在靜止坐標(biāo)系下對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行無靜差調(diào)節(jié),無需dq坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換,不存在耦合項(xiàng)和前饋補(bǔ)償項(xiàng),且易于實(shí)現(xiàn)低次諧波補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn),實(shí)現(xiàn)了對(duì)三相并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)電流的良好控制。
以三相電壓型 PWM并網(wǎng)變流器為例,電壓與電流采樣點(diǎn)如圖4所示。
圖4 網(wǎng)壓,并網(wǎng)電流采樣點(diǎn)Fig.4 The sample points of grid voltage/ current
圖5給出了靜止坐標(biāo)系PR并網(wǎng)控制框圖,并網(wǎng)控制過程簡述如下:
圖5 逆變器并網(wǎng)電流控制框圖 (靜止坐標(biāo)系PR控制)Fig.5 Control sheme of grid current injection
(1)通過外環(huán)控制或是并網(wǎng)功率指令計(jì)算得到并網(wǎng)瞬時(shí)電流值。
(4)在電流控制器輸出端加入不同的網(wǎng)壓前饋環(huán)節(jié)。方式A為無網(wǎng)壓前饋,方式B加入瞬時(shí)網(wǎng)壓前饋,本文所提出的方式C為加入正序網(wǎng)壓前饋。
(5)將最終輸出量由靜止坐標(biāo)系反變換至自然坐標(biāo)系后,將所得調(diào)制波形輸入 PWM比較寄存器進(jìn)行脈寬調(diào)制。
正如前文所述,靜止坐標(biāo)系控制方法在控制理論上從消除靜態(tài)誤差的角度上講可以不采用網(wǎng)壓前饋環(huán)節(jié)[4,5]。但是,如果不加入網(wǎng)壓前饋環(huán)節(jié),在系統(tǒng)啟動(dòng)或網(wǎng)壓突變時(shí),其響應(yīng)速度仍然會(huì)受到影響。因此,近年來在使用靜止坐標(biāo)系控制時(shí),為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度(如應(yīng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電故障穿越問題),如圖 5所示中 B點(diǎn)通路帶有網(wǎng)壓前饋靜止坐標(biāo)系控制法得到了應(yīng)用[14],本文將在下一節(jié)中詳細(xì)討論。
采用網(wǎng)壓前饋控制,最直接的方式是采用如圖5中B點(diǎn)的網(wǎng)壓瞬時(shí)值前饋,理論上采用瞬時(shí)電壓超前反饋,當(dāng)變流器公用接入點(diǎn)(PCC)電壓發(fā)生變化時(shí),超前反饋量也同時(shí)發(fā)生變化,不會(huì)對(duì)控制造成任何負(fù)面影響;但是問題在于,考慮到A-D采樣延時(shí),處理器計(jì)算周期延時(shí)等延時(shí),最后疊加在控制器輸出量上的前饋值已經(jīng)不再與當(dāng)前接入點(diǎn)電壓同步。當(dāng)所并入的電網(wǎng)為弱電網(wǎng),并存在較大的非線性負(fù)載造成接入點(diǎn)電壓畸變的條件下,利用瞬時(shí)網(wǎng)壓前饋控制會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定,引入大量的諧波。
因此在本文中,提出了一種帶有比例系數(shù)的正序網(wǎng)壓前饋控制方法來改善上述的問題,該控制框圖如圖5中C點(diǎn)所示。其中,圖5所示的正序分量通過二階廣義積分(Second Order Generalized Integrator,SOGI)正交計(jì)算獲得,其定義矩陣見式(3),利用式(5)計(jì)算得到,具體實(shí)現(xiàn)過程請(qǐng)?jiān)斠妳⒖嘉墨I(xiàn)[15]。
下表給出了正序分量與原信號(hào)中 1~5次諧波的對(duì)比。正序分量在包含了所有基波分量的同時(shí),可以消除由于非線性負(fù)載所引入的3次諧波,同時(shí)弱化偶次諧波分量。式(6)給出了三相坐標(biāo)系下,信號(hào)正序分量與原信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式關(guān)系。
從結(jié)果上可以理解為:當(dāng)采用正序分量作為前饋量時(shí),實(shí)際上相當(dāng)于對(duì)特定次諧波進(jìn)行了濾波,同時(shí),除計(jì)算周期外,沒有引入其他額外的延時(shí)。
表 正序分量與輸入量諧波對(duì)比(輸入量1∠0°)Tab. Harmonic comparison
盡管如此,在接入點(diǎn)電壓畸變嚴(yán)重,尤其是在并網(wǎng)阻抗較大時(shí),利用正序網(wǎng)壓前饋仍然會(huì)引入正序分量不可消除的5、13等次諧波。于是需要在動(dòng)態(tài)性能與并網(wǎng)電流質(zhì)量之間做一個(gè)取舍,這時(shí)就引入了網(wǎng)壓前饋比例系數(shù)Kff,當(dāng)需要更佳的動(dòng)態(tài)性能時(shí),增大Kff;當(dāng)并網(wǎng)電流質(zhì)量由于網(wǎng)壓畸變不能滿足要求時(shí),降低 Kff以保證并網(wǎng)電流質(zhì)量。Kff的取值范圍為0~1,可以根據(jù)不同的需要根據(jù)實(shí)際情況靈活選取。當(dāng)Kff取值為零時(shí),即相當(dāng)于未加入網(wǎng)壓前饋環(huán)節(jié)。另外,從實(shí)驗(yàn)安全性角度上考慮,應(yīng)最先選取網(wǎng)壓瞬時(shí)值前饋Kff=1的條件進(jìn)行并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。
圖6為系統(tǒng)接入電網(wǎng)時(shí),公共接入點(diǎn)的實(shí)際電壓波形(空載),經(jīng)示波器數(shù)據(jù)采樣后,利用Matlab/Sinmulink將該電壓作為公共接入點(diǎn)電壓進(jìn)行了分析和仿真。
圖6 公共接入點(diǎn)電壓畸變Fig.6 PCC voltage distortion
圖 7a中對(duì)采樣電壓進(jìn)行了 FFT分析,可以看到,諧波主要集中在5次、7次、11次和13次。圖7b是經(jīng)過正序變換后的正序電壓,可以看到,正序電壓5次、13次諧波保持原有數(shù)值,其他次諧波的含量得到了降低。
接著,采用不同的前饋量進(jìn)行并網(wǎng)電流控制仿真,結(jié)果如圖8所示,可以看到,采用正序網(wǎng)壓前饋的電流質(zhì)量(THD=8.92%)優(yōu)于采用網(wǎng)壓瞬時(shí)值前饋的電流質(zhì)量(THD=9.42%)。在圖 8中可以看到,造成兩者THD差異的主要原因在于11次電流諧波成分的不同,對(duì)于頻率較低(5次、7次)的諧波,采樣和計(jì)算的延時(shí)對(duì)瞬時(shí)值前饋的影響不大,瞬時(shí)值前饋可以較好的補(bǔ)償網(wǎng)壓,但是對(duì)于較高次諧波(11次),采樣和計(jì)算延時(shí)導(dǎo)致了該頻率下前饋量和實(shí)際量之間的誤差加大,這時(shí)采用正序網(wǎng)壓前饋的控制特性要優(yōu)于網(wǎng)壓瞬時(shí)值前饋。
圖7 公共接入點(diǎn)實(shí)測電壓畸變FFT分析Fig.7 PCC voltage distortion FFT analysis
圖8 逆變器側(cè)仿真電流FFT分析Fig.8 Inverter side current FFT analysis
實(shí)際上,在系統(tǒng)實(shí)際工作中,采用不同前饋方式的電流質(zhì)量區(qū)別更為明顯,有關(guān)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和實(shí)際電流質(zhì)量的比較將通過實(shí)驗(yàn)證明。
實(shí)驗(yàn)拓?fù)淙鐖D9所示。系統(tǒng)采用變流器內(nèi)部整流橋作為直流電源,并通過前端調(diào)壓器調(diào)整直流電壓,經(jīng)逆變器后,通過變壓機(jī)柜并網(wǎng)。
實(shí)驗(yàn)變流器采用Danfoss FC 302 5.5kW通用變流器(其控制板及接口板已更換)。控制器采用dSPACE CP1103,光纖隔離驅(qū)動(dòng)。需說明的是,在圖9中1#設(shè)備即為并網(wǎng)變壓機(jī)柜,內(nèi)附帶隔離變壓器,除可以調(diào)壓,調(diào)節(jié)并網(wǎng)阻抗外,還可模擬多種電網(wǎng)故障情況(用于電網(wǎng)故障穿越實(shí)驗(yàn))。2#為濾波器及傳感器部分,如圖4所示。
圖9 實(shí)驗(yàn)拓?fù)銯ig.9 Experimental topology
本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)旨在模擬“背靠背”永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的故障穿越特性,本文所涉及控制部分僅為電網(wǎng)側(cè)并網(wǎng)控制部分。實(shí)驗(yàn)直流電壓700V(逆變器并網(wǎng)工作時(shí)降至650V),電網(wǎng)相電壓230V RMS,50Hz,并網(wǎng)電抗 5mH,實(shí)驗(yàn)功率 3kW。圖 10~圖12為示波器系統(tǒng)啟動(dòng)采樣圖,為了更清楚的區(qū)分電壓、電流,在測量時(shí)并網(wǎng)電流方向取反。
圖10 無網(wǎng)壓前饋Fig.10 Waveforms without voltage feed-forward
圖11 網(wǎng)壓瞬時(shí)值前饋(Kff = 0.9)Fig.11 Waveforms with grid voltage feed-forward
圖12 正序網(wǎng)壓前饋(Kff = 1)Fig.12 Waveforms with positive voltage feed-forward
從圖 10~圖 12中均可以看到,并網(wǎng)變流器工作前的變流器公用接入點(diǎn)電壓已發(fā)生畸變,該畸變由實(shí)驗(yàn)所在電網(wǎng)環(huán)境中的大功率非線性負(fù)載中央空調(diào)與較大的并網(wǎng)電抗(見圖4)共同導(dǎo)致。圖10為未采用網(wǎng)壓前饋控制的3kW實(shí)驗(yàn)波形,從該波形圖上可以看到,其并網(wǎng)電流質(zhì)量良好。圖11為采用網(wǎng)壓瞬時(shí)值前饋 3kW 實(shí)驗(yàn)波形,從該波形圖可以看到,并網(wǎng)電流跟蹤指令速度加快,但是并網(wǎng)電流無法得到良好控制,此處選擇Kff=0.9的原因在于,當(dāng)采用Kff=1,電流畸變過于嚴(yán)重,噪聲大,為保證系統(tǒng)安全,選取 Kff=0.9,同時(shí)也說明當(dāng)降低 Kff系數(shù)時(shí),并網(wǎng)電流波形質(zhì)量可以得到改善。由于并網(wǎng)電流無法得到良好的控制,當(dāng)電流經(jīng)過并網(wǎng)阻抗后,使得接入點(diǎn)電壓同圖 10相比畸變進(jìn)一步加劇。圖12為采用正序網(wǎng)壓前饋的實(shí)驗(yàn)波形,在保證響應(yīng)速度的同時(shí),其并網(wǎng)電流質(zhì)量也得到了保證。
圖13是作者為進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的 dSPACE控制面板。圖中顯示了 3kW 網(wǎng)壓正序前饋實(shí)驗(yàn)時(shí)dSPACE采集的數(shù)據(jù),包括:直流電壓(濾波前后)、網(wǎng)壓、并網(wǎng)電流、輸出調(diào)制波形、并網(wǎng)電流指令值輸出功率(有功無功)、電流跟蹤對(duì)比和網(wǎng)壓正序分量。圖中被框中的部分,即為前饋選擇方式及Kff系數(shù)調(diào)節(jié)部分。圖左下部分為死區(qū)補(bǔ)償控制,采樣直流偏移量清除及控制系數(shù)調(diào)節(jié)部分。從該圖可以看到,在采用正序網(wǎng)壓前饋時(shí)并網(wǎng)電流可以良好地跟蹤電流指令值,實(shí)現(xiàn)無靜態(tài)誤差控制,同時(shí)可以取得理想的并網(wǎng)電流質(zhì)量。
圖13 dSAPCE控制面板3kW實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Fig.13 Experimental data from dSPACE control desk (3kW experiments)
針對(duì)近年來,在分布式發(fā)電系統(tǒng)中,對(duì)并網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度不斷提高的要求,例如在風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)時(shí)電網(wǎng)故障穿越的問題。在原有靜止坐標(biāo)系比例諧振控制的基礎(chǔ)上,加入了帶有比例系數(shù)的正序網(wǎng)壓前饋環(huán)節(jié)。通過這種方式,降低了直接加入網(wǎng)壓前饋所引入的電網(wǎng)干擾,同時(shí)相比不帶有網(wǎng)壓前饋的控制方法,提高了系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)壓突變的響應(yīng)速度。
通過研究表明:①采用比例諧振控制器跟蹤靜止坐標(biāo)系下的正弦電流指令可以實(shí)現(xiàn)無靜態(tài)誤差控制;②采用網(wǎng)壓前饋可以進(jìn)一步提高靜止坐標(biāo)系控制對(duì)于網(wǎng)壓突變的應(yīng)變能力;③當(dāng)采用網(wǎng)壓瞬時(shí)值前饋時(shí),會(huì)引入變流器公共接入點(diǎn)(PCC)電壓畸變,由于采樣等延時(shí),引入的畸變電壓特別是高次成分惡化并網(wǎng)電流質(zhì)量,因此作者在本篇論文中使用正序網(wǎng)壓前饋,對(duì)電網(wǎng)電壓特定次諧波進(jìn)行了濾波,在保證響應(yīng)速度的同時(shí),改善了并網(wǎng)電流質(zhì)量;④同時(shí)考慮到在網(wǎng)絡(luò)阻抗較大的情況下,正序網(wǎng)壓內(nèi)所含有的其他次諧波仍然會(huì)對(duì)并網(wǎng)電流造成影響,在前饋環(huán)節(jié)中加入了比例系數(shù),可以平衡對(duì)動(dòng)態(tài)性能和電流質(zhì)量的要求。同時(shí),本文通過實(shí)驗(yàn)證明了以上結(jié)論。
綜上,靜止坐標(biāo)系下的比例諧振控制相比常用的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的網(wǎng)壓定向矢量控制具有對(duì)特定頻率響應(yīng)速度快,不存在耦合項(xiàng),易實(shí)現(xiàn)諧波補(bǔ)償這三個(gè)最顯著的特點(diǎn)。相信在未來并網(wǎng)變流器控制器設(shè)計(jì)中,該種控制方法將會(huì)得到進(jìn)一步的應(yīng)用。
[1]周德佳, 趙爭鳴, 袁立強(qiáng), 等. 300kW光伏并網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制與穩(wěn)定性分析[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2008,23(11)∶ 116-122.Zhou Dejia, Zhao Zhengming, Yuan Liqiang, et al.Optimum control and tability stability analysis analysis for a 300kW photovoltaic gridgrid-connected connected system[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2008, 23(11)∶ 116-122.
[2]Lin Ma, Xinmin Jin, Kerekes, et al. The PWM strategies of grid-connected distributed generation active NPC inverters[C]. Energy Conversion Congress and Exposition, 2009, 9∶ 920-927.
[3]Blaabjerg F, Teodorescu R, Liserre M, et al.Overview of control and grid synchronization for distributed power generation systems[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2006, 53(5)∶1398-1409.
[4]馬琳, 金新民, 唐芬, 等. 小功率單相并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)電流的比例諧振控制[J]. 北京交通大學(xué)學(xué)報(bào),2010, 34(2)∶ 118-133.Ma Lin, Jin Xinmin, Tang Fen, et al. Proportionalresonant gird-connected current control of low power single phase inverte[J]. Journal of Beijing Jiaotong University, 2010, 34(2)∶ 118-133.
[5]Teodorescu R, Blaabjerg F, Borup U, et al. A new control structure for grid-connected LCL PV inverters with zero steady-state error and selective harmonic compensation[C]. IEEE Applied Power Electronics Conference, and Exposition, 2004, 1∶ 580-586.
[6]陳煒, 陳成, 宋戰(zhàn)鋒, 等. 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)雙PWM 變換器比例諧振控制[J]. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2009, 29(15)∶ 1-7.Chen Wei, Chen Cheng, Song Zhanfeng, et al.Proportional-resonant control for dual PWM converter in doubly fed wind generation system[J].Proceedings of the CSEE, 2009, 29(15)∶ 1-7.
[7]Bhowmik S, Spee R, Enslin J H R.Performance optimization for doubly fed wind power generation systems[J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 1999, 35(4)∶ 949-958.
[8]Petersson A, Harnefors L, Thiringer T.Evaluation of current control methods for wind turbines using doubly-fed induction machines[J].IEEE Transactions on Power Electronics, 2005, 20(1)∶ 227-235.
[9]Teodorescu R, Blaabjerg F, Liserre M, et al.Proportional-resonant controllers and filters for grid-connected voltage-source converters[J]. IEE Proceedings of Electric Power Applications, 2006,153(5)∶ 750-762.
[10]Mattavelli P. A closed-loop selective harmonic compensation for active filters[J]. IEEE Transactions on Industrial Applications, 2001, 37(1)∶ 81-89.
[11]Zmood D N, Holmes D G.Stationary frame cruuent regulation of PWM inverters with zero steady-state error[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2003, 18(3)∶ 814-822.
[12]Hasanzadeh A, Onar O C, Mokhtari H, et al. A proportional-resonant controller-based wireless control strategy with a reduced number of sensors for parallel-operated UPSs[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2010, 25(1)∶ 468-478.
[13]Yuan X, Merk W, Stemmler H, et al. Stationary-frame generalized integrators for current control of active power filters with zero steady-state error for current harmonics of concern under unbalanced and distorted operating conditions[J]. IEEE Transactions on Industrial Applications, 2002, 38(2)∶ 523-532.
[14]Shuitao Yang, Qin Lei, Peng F Z, et al. A robust control scheme for grid-connected voltage source inverters[C]. Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2010 Twenty-Fifth Annual IEEE,2010∶ 1002-1009.
[15]Rodriguez P, Teodorescu R, Candela I, et al. New positive-sequence voltage detector for grid synchronization of power converters under faulty grid conditions[C]. IEEE Power Electronics Specialists Conference, 2006, 37∶ 1-7.