M10iBASE-AC Juniper 新晉優質品 返回列表頁

電流M10iBASE-AC諧振控制器設計

由于M10iBASE-AC跟蹤的電流指令是多種頻率正弦量的疊加信號，傳統SPWM調制采用PI控制必定存在穩態誤差和相位偏移，補償效果不佳，往往采用電流滯環調制，但變頻調制不可避免帶來濾波器設計及噪聲控制問題[9]。

通過旋轉坐標變換可以將正弦信號變為直流信號，從而在新的坐標系下采用PI控制器。但在APF-STATCOM控制領域，必須在多個頻率下進行坐標變換，計算復雜，不利于實際應用。近年來，針對正弦信號的提出的PR控制器，在可以避免旋轉坐標變換，計算量大大降低的同時，獲得與同步坐標系下的PI控制器相同控制效果：能無穩態誤差地跟蹤特定頻率的正弦信號，更重要的是可以對頻率的諧波進行有選擇地補償。

式中 為諧振頻率。

由式(7)可知，對直流系統而言，由于積分環節的存在，0 Hz處的增益*，從而系統可以實現無靜差調節；對于交流系統，50Hz及其倍數次諧波，式(7)增益有限，式(8)由于諧振環節的引入，在相應頻段有較高的增益。若跟蹤的目標為基波 rad/s；若需補償較高幅值的5次諧波，則有rad/s。通常補償諧波次數zui高至20或50次，尤其是幅值較高的奇次諧波。因此有，
圖4所示為基波及三、五、七次諧波補償用PR諧振控制器波特圖，可以看出在相應頻段電流控制器增益較高，有助于減小跟蹤誤差。

圖4  M10iBASE-AC諧振控制器波特圖

Fig. 4 PR controller bode plots

仿真及實驗驗證

為驗證所提出的諧波、負序及無功電流復合補償策略，本文在Matlab Simulink環境下建立仿真平臺。相關參數設置如下：輸入三相四線制電壓380V/50Hz，三相二極管整流器非線性負載直流側濾波電感1mH，電阻3.2Ω，三相二極管整流器交流電抗0.4mH，M10iBASE-AC并網電抗0.4mH，直流側支撐電容4000μF，交流側不平衡RL負載星型聯接，電感值均為8mH，電阻值分別為5Ω，50Ω，500Ω，開關頻率10kHz。

圖5所示以A相為例，表明補償后M10iBASE-AC注入電流很好地抵消了負載電流的諧波電流，使得電網電流正弦化較好，實現了APF諧波補償功能；同時電網電流與電網電壓同頻同相，功率因數接近于1，實現了STATCOM無功補償功能。圖6給出三相補償結果，對稱三相電流波形驗證其具有較好抑制不平衡負載能力。

圖5  A相補償后電壓電流波形(從上到下依次是電網電壓/V、電網電流/A、補償電流/A、負載電流/A，時間軸t/s)

Fig. 5 Phase A wave forms after compensation

圖6補償后電網三相電壓電流波形(從上到下依次是三相電網電壓/V、三相電網電流/A，時間軸t/s)

Fig.6Threephasewaveformsaftercompensation

圖7進一步給出直流側母線電壓波形，可以看出APF-STATCOM在完成諧波補償后，母線電壓略有波動，但穩定在750V設定值附近。

圖7 M10iBASE-AC直流側母線電壓/V(時間軸t/s)

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