基于统一内模原理控制器的并网变流系统谐波控制技术研究

基本信息
批准号:51407084
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:28.00
负责人:卢闻州
学科分类:
依托单位:江南大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:沈锦飞,颜文旭,马勇虎,蔡涛,方楚良,陈月
关键词:
重复控制内模原理并网变换器
结项摘要

The power quality will be degraded and serious power harmonic problem will be brought when various power supply/demand units are connected to power grid using power converters. The internal-model-principle-based (IMP-based) control methods have the advantages of zero-error tracking accuracy and therefore accurate harmonic control for grid-connected power converter systems can be achieved. The content of this proposal includes: 1. detailed analysis of the harmonic characteristics for various PWM grid-connected power converter systems; 2. exploration of the stability criterion, zero-error steady tracking criterion and so on for selected-harmonic multi-resonant control(SHMRC), thus building the thorough connection between IMP-based resonant control and IMP-based repetitive control; 3. exploration of the frequency adaptive technique for repetitive control, in order to achieve the fractional multiple internal model structure transformation for nk±m order harmonic repetitive control(nk±m RC) and parallel structure repetitive control(PSRC); 4. establishment of a harmonic control system based on general IMP controllers (SHMRC, nk±m RC and PSRC) for grid-connected power converter systems, in order to provide a relatively perfect quantified solution and guide principle for optimal harmonic control of grid-connected power converters. The research of this proposal can provide a comprehensive solution for high-performance optimal control for grid-connected power converter systems, and can be directly used to effectively clean the grid-connected power interface and improve the power quality.

采用电力电子并网变换器将各种发电/用电单元接入电网会对电能质量造成一定程度的恶化,带来严重的电力谐波污染问题。基于内模原理(IMP)的控制方法具有稳态无差跟踪控制的优点,可实现并网变流系统的精确谐波控制。本课题主要内容包括:1. 详细分析各种PWM并网变流系统谐波特性;2. 探索选择谐波多谐振控制(SHMRC)中的稳定判据、静态无差判据等,将基于IMP的谐振控制和重复控制彻底打通;3. 探索重复控制器频率自适应技术,实现nk±m次谐波重复控制(nk±m RC)和多内模并联型重复控制(PSRC)分数倍内模改造;4. 构建基于统一IMP控制器(即SHMRC、nk±m RC和PSRC)的并网变流系统谐波控制体系,为并网变换器的优化谐波控制提供较为完善的定量解决方案与指导原则。本项目的研究将为并网变流系统谐波的高性能优化控制提供全面的解决方案,并可直接用于清洁并网电力接口、改善电网电能质量。

项目摘要

本项目建立了较为完备的基于内模原理的并网变流系统谐波控制技术,为并网变换器的优化谐波控制提供较为完善的定量解决方案,使基于IMP的并网变流控制系统具有稳态精度高、动态响应快的高性能,以及低成本、易实现的高性价比优点。主要研究成果包括以下几个方面:(1)进一步发展了基于IMP的nk±m RC和PSRC控制理论:推导了nk±m RC的基于IMP的特性,证明了PSRC和CRC在一定条件下等效的结论,推导出nk±m RC 和PSRC与多谐振控制器SHMRC的联系,推导出了PSRC在实验中易于实现的性质等;(2)研究了通用形式的并网PWM变流系统的特性及相应的通用RC控制系统;(3)建立了基于dSAPCE和DSP的变流控制实验平台。从而,本项目基本构建了基于统一IMP控制器(即nk±m RC和PSRC)的并网变流系统谐波控制体系。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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