电压型PWM整流器（VSR）不平衡控制策略研究

电网不平衡时，基于电网平衡为约束条件设计的三相VSR将出现不正常运行状态，比如三相VSR交流电流中出现负序分量，使交流电流严重不对称；直流电压和交流电流中出现非特征谐波分量，使直流电压和交流电流波形发生严重畸变；三相VSR从电网吸收不平衡的瞬时功率等一系列问题。 本文对三相VSR在电网不平衡情况下进行了详细的建模分析，并在此基础上提出了网侧电流对称控制策略和输入功率平衡控制策略。两种控制策略分别实现了交流电流的对称正弦波电流控制和直流电压非特征谐波消除控制。 针对文献[24]、[25]在功率平衡控制时只能实现三相VSR单位功率因数运行的不足。本文提出了两种功率平衡控制算法，不仅实现了三相VSR的功率平衡控制和谐波消除，同时实现了电网不平衡时三相VSR的受控率因数运行。 由于在abc和αβ静止坐标系中，采用比例和比例积分调节器无法实现对时变正弦波信号的无差跟踪控制，而在dq坐标系中需要用正、反两套旋转坐标系构成四个电流内环才能实现对正、负序dq电流的无差跟踪。为此，本文创新性地把内模原理应用到三相VSR电流跟踪控制中，并在αβ静止坐标系中利用两个内模控制器实现了正、负序电流的无静差跟踪控制，不仅极大地简化了三相VSR的不平衡控制策略，而且使系统获得了很强的鲁棒性。 论文对不平衡控制策略进行了全面的动静态仿真，给出了大量仿真结果。并在最后进行了系统试验，可以看出试验结果与仿真结果非常吻合，系统仿真和系统试验都证明所提控制策略的正确性。