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三相电压型逆变器带不平衡负载的准比例谐振控制研究
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作者 董锋斌 樊犇 +1 位作者 王宁 罗育恒 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2024年第12期189-196,共8页
为解决三相电压型逆变电源在负载不平衡工况下引起的三相电压不平衡度较高的问题,讨论了一种基于准比例谐振+双二阶广义积分器的正负序控制策略。首先,对不平衡负载条件下的输出电压进行分析,阐述了线性控制算法无法实现无静差控制的主... 为解决三相电压型逆变电源在负载不平衡工况下引起的三相电压不平衡度较高的问题,讨论了一种基于准比例谐振+双二阶广义积分器的正负序控制策略。首先,对不平衡负载条件下的输出电压进行分析,阐述了线性控制算法无法实现无静差控制的主要原因,指出对负序分量的抑制是解决不平衡问题的主要途径;其次,仿真对比主流正负序分离方法在不同工况下的响应曲线,并选择响应性能最佳的方法进行离散化处理。将离散化的双二阶广义积分器应用于控制系统,并结合准比例谐振分别对其正序、负序分量进行控制,构建闭环控制系统;然后,使用劳斯判据作为闭环传递函数稳定性的判定标准,推导出控制算法参数的取值范围;最后,通过仿真和实验证明了所提出控制策略的可行性。 展开更多
关键词 三相电压型逆变器 不平衡负载 准比例谐振 正负序分离
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三相电压型逆变器模型预测控制 被引量:42
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作者 沈坤 章兢 +2 位作者 王玲 姚晓阳 王坚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期283-289,共7页
针对三相三线制电压型逆变器,提出了一种模型预测控制(MPC)方法。在dqo旋转坐标系下构建了三相三线制电压型逆变器的直流增量模型,以该模型为基础构建了控制系统预测模型;依据系统控制要求设计预测控制器的优化性能指标,求解优化性能指... 针对三相三线制电压型逆变器,提出了一种模型预测控制(MPC)方法。在dqo旋转坐标系下构建了三相三线制电压型逆变器的直流增量模型,以该模型为基础构建了控制系统预测模型;依据系统控制要求设计预测控制器的优化性能指标,求解优化性能指标得出控制时域内最优控制增量表达式;采用根轨迹法分析了预测控制器参数对系统控制性能的影响,并确定了预测控制器参数。仿真及实验结果表明:所构建的模型预测控制器在三相三线制电压型逆变器空载、带阻感负载、带非线性负载及负载投入过程中均具有良好的控制性能,且其输出电压质量优于传统的电流内环-电压外环双环控制方法。 展开更多
关键词 预测控制 三相电压型逆变器 优化性能指标 根轨迹
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基于预测控制的三相电压型逆变器并联系统 被引量:6
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作者 沈坤 章兢 王坚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期63-70,共8页
研究了基于预测控制的三相电压型逆变器并联系统。采用开关周期平均建模法,在dq0旋转坐标系下建立了三相电压型逆变器并联系统的状态空间模型,并以此为基础构建了三相电压型逆变器并联控制系统的预测模型;选定并联系统输出电压与参考电... 研究了基于预测控制的三相电压型逆变器并联系统。采用开关周期平均建模法,在dq0旋转坐标系下建立了三相电压型逆变器并联系统的状态空间模型,并以此为基础构建了三相电压型逆变器并联控制系统的预测模型;选定并联系统输出电压与参考电压的差值及各逆变器输出电流之间的差值构建控制系统的优化性能指标,通过滚动优化操作,实现了三相电压型逆变器并联系统的预测控制。仿真及实验结果表明,所构建的基于预测控制的三相电压型逆变器并联系统能够在不同负载条件及逆变器投切等工况下实现系统输出电压的跟踪及负载电流的均分,同时也具有良好的鲁棒性及自适应性。 展开更多
关键词 预测控制 三相电压型逆变器 并联 热插拔
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三相电压型逆变器的精确线性化控制 被引量:12
4
作者 董锋斌 钟彦儒 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期143-149,共7页
为了提高三相电压型逆变器非线性系统的静态动态性能,本文将精确线性化方法应用到逆变器控制中。首先应用开关函数、开关周期平均算子建立了系统的仿射非线性数学模型,再根据非线性微分几何理论,从理论上证明了该模型满足多输入、多输... 为了提高三相电压型逆变器非线性系统的静态动态性能,本文将精确线性化方法应用到逆变器控制中。首先应用开关函数、开关周期平均算子建立了系统的仿射非线性数学模型,再根据非线性微分几何理论,从理论上证明了该模型满足多输入、多输出系统精确线性化的条件,推导出非线性状态反馈控制律。对非线性坐标变换后得到的线性系统,利用二次型最优控制策略时,为提高闭环系统快速性,使系统受到干扰后系统的状态变量尽快收敛到期望值,构造出二次型性能指标积分变量第一项函数,并推导出权矩阵的参数形式。将最优化得到的控制律进行逆变换来实现原系统的优化控制设计。最后通过仿真和实验表明了所提出控制策略的正确性。 展开更多
关键词 三相电压型逆变器 非线性 精确线性化 最优控制
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三相电压型逆变器的模块化平均模型研究 被引量:1
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作者 王润新 汤天浩 刘进军 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1309-1314,共6页
为克服三相电压型逆变器现有平均模型的局限性,提出并推导一种适合于实现模块化仿真的平均模型。建立开关模型时,分单元建模且各单元之间仅通过独立的电感电流和电容电压相互接口,除基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)外,不... 为克服三相电压型逆变器现有平均模型的局限性,提出并推导一种适合于实现模块化仿真的平均模型。建立开关模型时,分单元建模且各单元之间仅通过独立的电感电流和电容电压相互接口,除基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)外,不施加任何额外约束;建立平均模型等效电路时,通过增加冗余变量和冗余方程,使得模型中保留原始电路中的全部非开关器件,并可实现各相单独计算。与现有模型相比,模型去除了对三相交流波形形状、性质的要求。同时, 展开更多
关键词 直流-交流变换 三相电压型逆变器 平均模 模块化
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三相电压型逆变器的电流前馈控制算法 被引量:7
6
作者 董锋斌 吴奥 《控制工程》 CSCD 北大核心 2023年第6期1017-1023,共7页
为了提高三相电压型逆变器对负载变化的鲁棒性,提出一种电压单环的电流前馈控制算法。首先,给出了逆变器系统电流前馈控制算法的设计思想来源,讨论了多输入多输出非线性系统的中间变量的前馈控制律;其次,根据三相电压型逆变器的d-q数学... 为了提高三相电压型逆变器对负载变化的鲁棒性,提出一种电压单环的电流前馈控制算法。首先,给出了逆变器系统电流前馈控制算法的设计思想来源,讨论了多输入多输出非线性系统的中间变量的前馈控制律;其次,根据三相电压型逆变器的d-q数学模型,将多输入多输出非线性系统的中间变量的前馈控制律应用到三相电压型逆变器系统中,建立了其电流前馈控制数学模型,并利用李雅普诺夫第二判别法分析了闭环系统的稳定性,同时讨论了闭环控制系统的跟随性;最后,通过仿真实验验证了所提出的算法的合理性和有效性。 展开更多
关键词 三相电压型逆变器 电流前馈控制 李雅普诺夫判别法
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基于小波分析的二重三相电压型逆变器开路故障诊断 被引量:33
7
作者 周晨阳 沈艳霞 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期65-75,94,共12页
针对风力发电系统中串联二重三相电压型逆变器不同类型故障下输出电压波形差异小、故障难以检测的问题,提出基于小波包分析的逆变器故障检测方法。首先阐述采用串联二重三相电压型逆变器作为并网逆变器的意义;得到在开关元件IGBT各类开... 针对风力发电系统中串联二重三相电压型逆变器不同类型故障下输出电压波形差异小、故障难以检测的问题,提出基于小波包分析的逆变器故障检测方法。首先阐述采用串联二重三相电压型逆变器作为并网逆变器的意义;得到在开关元件IGBT各类开路故障状态下逆变器的输出电压信号;然后利用小波包对输出电压信号进行分解;最后采用功率谱方法分析小波包分解后输出电压信号的细节。通过频谱特征和功率谱识别出逆变器的各类故障,从而解决了二重三相电压型逆变器故障检测困难的问题。仿真实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 风力发电系统 并网逆变 串联二重三相电压型逆变器 开路故障 小波包 能量谱 功率谱
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具有参数鲁棒性的三相电压源型并网逆变器模型预测电流控制 被引量:4
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作者 陈韬珉 阮玉斌 +1 位作者 林琼斌 苏先进 《电源学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期87-95,共9页
传统模型预测电流控制十分依赖精确的数学模型,然而建模存在的误差会使模型参数失配。针对模型参数失配引起的控制器鲁棒性较差问题,提出了具有参数鲁棒性的模型预测电流控制算法。通过对模型预测电流控制的工作机理进行分析,论述了电... 传统模型预测电流控制十分依赖精确的数学模型,然而建模存在的误差会使模型参数失配。针对模型参数失配引起的控制器鲁棒性较差问题,提出了具有参数鲁棒性的模型预测电流控制算法。通过对模型预测电流控制的工作机理进行分析,论述了电感失配对控制器的影响;根据实际电流变化量与预测电流变化量的关系建立电感观测器并划分观测区域,使预测模型具有强鲁棒性。在两电平三相电压型并网逆变器系统上对所提算法进行仿真与实验,在模型参数失配时,控制器可通过电感观测器准确跟踪实际电感值并修正模型,从而有效降低并网电流的总谐波含量,仿真和实验结果验证了该算法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 预测控制 电感观测 参数鲁棒性 参数估计 三相电压型逆变器
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三相电压源型逆变器的多目标满意优化脉宽调制策略 被引量:8
9
作者 吴翔 谭国俊 +1 位作者 叶宗彬 李洪刚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1674-1685,共12页
提出了一种基于伏秒平衡方程组特解在线规划的新型多目标满意脉宽调制策略(multi-objective satisfactory optimization PWM,MSO-PWM)。首先,针对单个载波周期内线性调制范围扩展、输出电流纹波损耗与开关损耗3个优化目标分别建立了时... 提出了一种基于伏秒平衡方程组特解在线规划的新型多目标满意脉宽调制策略(multi-objective satisfactory optimization PWM,MSO-PWM)。首先,针对单个载波周期内线性调制范围扩展、输出电流纹波损耗与开关损耗3个优化目标分别建立了时域数学规划模型,并求解各自的全局最优解,实现了单个目标的全局最优化。通过对3个目标的全局最优解的分析,揭示了不同优化目标之间矛盾的本质原因,通过引入满意优化的思想,以多目标满意取代单目标最优,并通过目标满意度松弛避免了因目标矛盾而出现的无解问题,最终实现了3个目标的整体满意优化。相对于现有的单目标局部优化PWM,所提出的MSO-PWM能够根据决策者偏好信息通过调整开关损耗系数界限来灵活地调整各控制目标的重要性,在偏重优化某个目标的同时兼顾其他目标,实现多个目标的满意优化,以满足现代逆变器系统越来越多的设计要求,具有很强的通用性和灵活性。实验结果验证了MSO-PWM的正确性与灵活性。 展开更多
关键词 脉宽调制策略 满意优化 开关损耗 三相电压逆变 电流纹波损耗 线性调制
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反步法在三相电压型脉冲调宽逆变器控制中的应用 被引量:9
10
作者 董锋斌 钟彦儒 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期928-932,共5页
针对三相电压型脉冲调宽(pulse-width-modulation,PWM)逆变器这个时变的、多模态的非线性系统,应用开关函数建立了系统数学模型,引入开关周期平均算子将离散的系统化为连续系统,得到具有参数严格反馈形式的二阶非线性多输入多输出系统... 针对三相电压型脉冲调宽(pulse-width-modulation,PWM)逆变器这个时变的、多模态的非线性系统,应用开关函数建立了系统数学模型,引入开关周期平均算子将离散的系统化为连续系统,得到具有参数严格反馈形式的二阶非线性多输入多输出系统数学模型.并对此模型应用反向递推方法,通过逐步选择虚拟控制量和构造李雅普诺夫函数,使每个状态分量具有适当的渐近特性,实现整个系统在大扰动下的全局渐近稳定性,进而得到反馈控制律的一般表达式.将三相电压型PWM逆变器系统参数代入后得到其反馈控制规律.最后通过仿真实验验证了该方法的有效性和正确性. 展开更多
关键词 三相电压PWM逆变 非线性系统 反步法 李雅普诺夫函数
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配电网三相电压源型逆变器的接口滤波器设计研究 被引量:2
11
作者 郑志萍 黄萌 +3 位作者 彭宇 孙建军 查晓明 杨武盖 《电测与仪表》 北大核心 2017年第2期68-75,共8页
为降低逆变器产生的谐波电流,在三相电压源型逆变器(VSI)与电网间通常需要接入网侧接口滤波器。然而,由于配电网本身是一种弱电网,是非理想电网,因此,通常只能将其等效为电压源串联阻抗,这样,当有多台带滤波器的VSI接入配电网时,VSI之... 为降低逆变器产生的谐波电流,在三相电压源型逆变器(VSI)与电网间通常需要接入网侧接口滤波器。然而,由于配电网本身是一种弱电网,是非理想电网,因此,通常只能将其等效为电压源串联阻抗,这样,当有多台带滤波器的VSI接入配电网时,VSI之间就可能产生交互作用。文章研究了当多台带滤波器的逆变器通过阻抗耦合时的不稳定现象,证明了即使配电网中各VSI的接口滤波器参数的设置满足单独接入要求,仍然会产生谐振现象;此外,研究了参数选取的稳定域,采用小信号环分析法,对稳定性问题进行了评估,并且对采用阻抗法时不稳定边界进行了定位。最后,通过逐周期仿真和实验验证了该谐振现象以及重要设计参数的稳定性边界值。 展开更多
关键词 接口滤波 稳定性分析 交互系统 三相电压逆变
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基于BP神经网络的三相电压源型逆变器开路故障诊断 被引量:7
12
作者 韩素敏 周孟 郑书晴 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第6期126-131,188,共7页
为实现三相电压源型逆变器(three-phase voltage source inverter, TP-VSI)开路故障的诊断与精确定位,提高故障诊断效率,提出基于BP神经网络的TP-VSI开路故障诊断方法。首先,研究TP-VSI正常工作原理、开路故障机理,确定线电压作为检测量... 为实现三相电压源型逆变器(three-phase voltage source inverter, TP-VSI)开路故障的诊断与精确定位,提高故障诊断效率,提出基于BP神经网络的TP-VSI开路故障诊断方法。首先,研究TP-VSI正常工作原理、开路故障机理,确定线电压作为检测量;其次,采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)提取不同故障下的特征值,构建故障特征向量;最后,建立一个3层BP神经网络,进行故障诊断,实现对开路故障的精确定位。该方法通过获取包含故障信息的故障特征值,经过FFT把时域信号变换到频域信号,再通过BP神经网络建立TP-VSI开路故障与特征值的一一对应关系。与其他智能诊断方法进行对比,证明了BP神经网络对TP-VSI开路故障诊断的可行性和较高的诊断准确度,实现了BP神经网络对TP-VSI开路故障的诊断与精确定位。 展开更多
关键词 BP神经网络 三相电压逆变 开路 故障机理 故障诊断 精确定位
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分布式电源并网逆变器典型控制方法综述 被引量:152
13
作者 王成山 李琰 彭克 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期12-20,共9页
为提高分布式电源的工作性能,加强分布式发电系统的广泛应用,文中介绍了分布式发电系统中并网逆变器的典型控制方法,重点针对双环控制方式进行了详细的分析。总结了外环控制中的恒功率控制、恒压恒频控制和下垂控制方法,内环控制中的dq... 为提高分布式电源的工作性能,加强分布式发电系统的广泛应用,文中介绍了分布式发电系统中并网逆变器的典型控制方法,重点针对双环控制方式进行了详细的分析。总结了外环控制中的恒功率控制、恒压恒频控制和下垂控制方法,内环控制中的dq旋转坐标系下的控制、αβ静止坐标系下的控制和abc自然坐标系下的控制方法,并对各种控制方法进行了分析比较,指明目前并网逆变器控制技术亟需解决的问题,归纳其未来的发展趋势。 展开更多
关键词 分布式电源 三相电压型逆变器 并网逆变控制 外环控制 内环控制
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一种并网逆变器无交流电压传感器控制策略研究 被引量:10
14
作者 胡书举 龚文明 +3 位作者 李丰林 孟岩峰 王玲玲 俞健 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期325-332,共8页
针对配电电压波动较大等问题,研究了一种基于正交滤波器的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先利用二阶广义积分器对特定频率交流信号的无差跟随特性构成正交滤波器,然后使用该正交滤波器构建三相并网逆变器的电压观测器,在两相... 针对配电电压波动较大等问题,研究了一种基于正交滤波器的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先利用二阶广义积分器对特定频率交流信号的无差跟随特性构成正交滤波器,然后使用该正交滤波器构建三相并网逆变器的电压观测器,在两相静止坐标系下直接对电网电压进行观测,结合三相并网逆变器在两相静止坐标系下的PR控制,实现逆变器在无交流电压传感器条件下的运行控制。该策略能够避免传统虚拟磁链观测中的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题。通过仿真与实验验证了所提出策略的有效性。 展开更多
关键词 三相电压逆变 无交流电压传感控制 电压观测 正交滤波 二阶广义积分
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电网电压不平衡时逆变器无交流电压传感器控制策略 被引量:9
15
作者 胡书举 孟岩峰 +2 位作者 李丰林 宋斌 邓雅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第24期146-152,共7页
针对非理想电网电压条件,研究一种适应电网电压不平衡情况的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先基于二阶广义积分器构建正交滤波器及适合电网电压不平衡条件的三相并网逆变器电压观测器,在两相静止坐标系下对电网电压进行观测;... 针对非理想电网电压条件,研究一种适应电网电压不平衡情况的并网逆变器无交流电压传感器控制策略。首先基于二阶广义积分器构建正交滤波器及适合电网电压不平衡条件的三相并网逆变器电压观测器,在两相静止坐标系下对电网电压进行观测;然后基于正交滤波器输出量进行正、负序分离,使正、负序分离与电网电压观测同步进行;最后结合逆变器在两相静止坐标系下的PR控制,并采用负序补偿算法,实现逆变器在电网电压不平衡条件下的无交流电压传感器控制。该策略能够避免传统虚拟磁链观测中的积分饱和、初值敏感、静态误差等问题,并克服现有基于正交滤波器的逆变器无交流电压传感器控制无法适应电网电压不平衡情况的问题。通过仿真与实验验证了所提出策略的有效性。 展开更多
关键词 三相电压逆变 无交流电压传感控制 电网电压不平衡 电压观测正、负序分离
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一种多步预测的变流器有限控制集模型预测控制算法 被引量:96
16
作者 沈坤 章兢 王坚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第33期37-44,173,共8页
变流器有限控制集模型预测控制(finite control setmodel predictive control,FCS-MPC)算法是一种变流器优化控制算法。该算法具有动态响应快、处理系统约束灵活且无需PWM调制器和相关参数设计等优点,但仅可确保所选开关函数组合在一个... 变流器有限控制集模型预测控制(finite control setmodel predictive control,FCS-MPC)算法是一种变流器优化控制算法。该算法具有动态响应快、处理系统约束灵活且无需PWM调制器和相关参数设计等优点,但仅可确保所选开关函数组合在一个控制周期内的最优,这样将使得系统控制趋于保守,而影响系统控制性能。分析传统变流器FCS-MPC算法的保守性,提出一种在一个控制周期内同时考虑最优开关函数组合及次优开关函数组合,并确保在两个控制周期内所选开关函数组合最优的多步预测的FCS-MPC算法(finitecontrol set model predictive control with multi-step prediction,FCS-MPCMSP);进行采用该算法的两电平三相电压型逆变器在空载、带阻感性负载、带非线性负载及负载投入等工况下的仿真和实验。仿真及实验结果表明:采用该算法的三相电压型逆变器输出电压与给定电压的差值明显小于采用传统FCS-MPC算法的情况,改善了逆变器输出电压质量,从而验证了该算法的有效性及可行性。 展开更多
关键词 有限控制集 预测控制 三相电压型逆变器 保守 多步预测
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基于SVPWM控制的逆变器仿真研究 被引量:18
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作者 赵峰 理文祥 葛莲 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1386-1389,共4页
首先介绍了一种简单且实用的三相电压型逆变器数学模型,然后在分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法原理的基础上,详细推导了SVPWM算法,并对其传统算法进行了过调制处理,使算法得以改善。在MATLAB/SIMULINK环境下建立了SVPWM控制的三相电压... 首先介绍了一种简单且实用的三相电压型逆变器数学模型,然后在分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法原理的基础上,详细推导了SVPWM算法,并对其传统算法进行了过调制处理,使算法得以改善。在MATLAB/SIMULINK环境下建立了SVPWM控制的三相电压型逆变器仿真模型。给出的仿真结果表明逆变器模型以及SVPWM算法的正确性和可行性。 展开更多
关键词 三相电压型逆变器 空间矢量脉宽调制 仿真
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微电网中逆变器外环控制方法综述 被引量:8
18
作者 宗伟 曾林锁 程祥 《陕西电力》 2015年第9期15-19,79,共6页
微电网是分布式电源接入电网的一种有效手段,电压和频率的控制对电网的稳定有着关键的作用。为了提高微电网的频率和电压的稳定性,更好地对微电网进行调压和调频,加强分布式电源的广泛应用,总结了微电网中分布式电源逆变器的3种外环控... 微电网是分布式电源接入电网的一种有效手段,电压和频率的控制对电网的稳定有着关键的作用。为了提高微电网的频率和电压的稳定性,更好地对微电网进行调压和调频,加强分布式电源的广泛应用,总结了微电网中分布式电源逆变器的3种外环控制方法:下垂控制、恒功率控制和恒压恒频控制,分析了这3种方法的主要原理,介绍了每种方法的用途。并通过PSCAD仿真平台验证了这3种方法的有效性和可行性,最后指出了3种控制方法的不足并对发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 微电网 三相电压型逆变器 下垂控制 恒压恒频控制 恒功率控制
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空间矢量脉冲调制(SVPWM)扇区过渡的分析研究 被引量:6
19
作者 翁力 韩林 +1 位作者 赵荣祥 包辉 《机电工程》 CAS 2003年第3期49-51,共3页
变频器在利用SVPWM调制方式时 ,应用已有的一种计算方式在扇区过渡时会出现缺陷。该文分析了产生这些缺陷的原因 。
关键词 交流调速系统 空间矢量脉冲调制 扇区过渡 三相电压型逆变器 SVPWM 永磁同步电机
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