为增强模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在电网不平衡条件下的系统性能,该文提出一种分数阶积分滑模控制(fractional order integral sliding mode control,FO‐I‐SMC)策略。首先,分析MMC的拓扑结构,并推导出正...为增强模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在电网不平衡条件下的系统性能,该文提出一种分数阶积分滑模控制(fractional order integral sliding mode control,FO‐I‐SMC)策略。首先,分析MMC的拓扑结构,并推导出正、负序电压与输出电流的基频外特性方程和正负零序环流的二倍频内特性方程。其次,结合控制目标和MMC的数学模型,设计出应用于电网电压不平衡的分数阶滑模控制器。该控制器旨在降低交流侧输出电流与直流侧环流谐波含量。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台建立相应模型,验证该算法的有效性。研究结果证明:采用FO‐I‐SMC控制策略的MMC的系统性能要明显优于采用比例积分(proportional integral,PI)控制策略和积分滑模控制(integral sliding mode control,ISMC)策略的。展开更多
高频链矩阵变换器(high-frequency link matrix converter,HFLMC)因具有高效率、高功率密度、高可靠性等优势,在V2G、储能、微电网等应用中受到广泛关注。但在三相电网电压不平衡工况下,HFLMC不仅在网侧产生电流畸变,降低电能质量,而且...高频链矩阵变换器(high-frequency link matrix converter,HFLMC)因具有高效率、高功率密度、高可靠性等优势,在V2G、储能、微电网等应用中受到广泛关注。但在三相电网电压不平衡工况下,HFLMC不仅在网侧产生电流畸变,降低电能质量,而且在直流侧产生二倍频波动,降低负载和系统可靠性。为此,文中提出一种兼顾电网平衡和不平衡工况的HFLMC非线性反步控制策略(onlinear backstepping control strategy under unbalanced grid conditions,UBG-BSC)。首先,建立HFLMC数学模型,分析不平衡工况下HFLMC的瞬时功率,推导出两相静止坐标系下的输入电流参考值;然后,基于HFLMC数学模型分别设计α轴和β轴反步控制器,实现对输入电流参考值的快速跟踪控制,并根据李雅普诺夫稳定性理论证明HFLMC闭环系统的稳定性;最后搭建2kW实验样机,结果表明,相比于传统控制策略,采用所提UBG-BSC策略的HFLMC网侧THD降低了1.7%,直流侧二倍频波动减小了76%,输出电流响应速度提升了85%。展开更多
基金国家863高技术基金项目(2015AA050103)上海市自然科学基金项目(14ZR1422200)+3 种基金台达环境教育基金会<电力电子科教发展计划>(DREG2015005)The National High Technology Research and Development of China 863 Program(2015AA050103)The Natural Science Foundation of Shanghai Science and Technology Commission(14ZR1422200)The Power Electronics Science and Education Development Program of Delta Environmental&Education Foundation(DREG2015005)
文摘高频链矩阵变换器(high-frequency link matrix converter,HFLMC)因具有高效率、高功率密度、高可靠性等优势,在V2G、储能、微电网等应用中受到广泛关注。但在三相电网电压不平衡工况下,HFLMC不仅在网侧产生电流畸变,降低电能质量,而且在直流侧产生二倍频波动,降低负载和系统可靠性。为此,文中提出一种兼顾电网平衡和不平衡工况的HFLMC非线性反步控制策略(onlinear backstepping control strategy under unbalanced grid conditions,UBG-BSC)。首先,建立HFLMC数学模型,分析不平衡工况下HFLMC的瞬时功率,推导出两相静止坐标系下的输入电流参考值;然后,基于HFLMC数学模型分别设计α轴和β轴反步控制器,实现对输入电流参考值的快速跟踪控制,并根据李雅普诺夫稳定性理论证明HFLMC闭环系统的稳定性;最后搭建2kW实验样机,结果表明,相比于传统控制策略,采用所提UBG-BSC策略的HFLMC网侧THD降低了1.7%,直流侧二倍频波动减小了76%,输出电流响应速度提升了85%。
