原创 电网并网PWM整流器控制研究

随着能源开发和可再生能源利用问题日益突出，成为各国研究的重点。交直流混合电网作为新能源发电的载体，受到人们的关注。而交流/直流混合电网中的双向电力电子转换器是能量传输和控制的核心，正成为当前研究的热点。

PWM整流器具有运算单元功率因数，电流为正弦波，双向功率流以及直流侧电压稳定的优点，成为交流/直流混合电网双向转换器的首选，在实际工程中进行了广泛的研究和应用。

AC/DC混合电网，控制器设计中PWM整流器的强耦合和非线性特性相对困难，净电流谐波失真较大。为了解决这些问题，在交流/直流混合电网并联运行中提出，带电池调平的直流侧使光伏发电以恒定的方式进入交流电网，尽管这种方法可以确保恒定的电网，减少净电流谐波失真，但对系统模型的要求较高，要求电池模型参数准确，理论计算相对复杂，在实际工程应用中易变。为了解决上述问题，可以建立一种交流/直流混合电网运行优化模型的复合不确定度，采用蒙特卡洛方法对评价指标体系模型进行分析，然后通过复合不确定度评估对电网运行进行优化。该方法为交流/直流混合微电网运行优化提供了参考。

基于传统电压外环和电流内环的非线性特性无法完全解耦，导致直流电压不稳定，交流品质因数不高，从控制电流出发，基于双环的dq坐标系提出结构上，稳定的直流电压，降低了电流谐波，但处理大量的计算和非线性参数为复杂系统的参数，很难达到理想的控制效果。针对传统PWM整流器的特点，非线性PI参数难以准确设置问题，提出了基于模糊PI的智能控制器，直流侧输出电压稳定，提高了系统动态响应性能，但设计方案为过多依赖经验，工程应用效果较差。通过分析储能变换器在电网中的作用，提出了无缝开关变换器控制策略同步过程中的互连开关过程补偿算法和孤岛电网储能。该方法实现了两种工作模式之间的无缝切换，变频器输出电压电流平稳过渡，算法较为复杂，但对核心控制器的过程要求较高，工程应用成本较高。最重要的是，从理论上讲，交直流混合电网的控制相对成熟，但在实际工程应用中却非常有限。本文提出了一种易于在工程交直流混合电网运行时双向PWM整流器控制策略中实现的策略：针对PWM整流器的强耦合问题，提出了前馈电流的去耦和控制思想。内部电流环路具有快速动态响应。本文采用交流侧电流前馈方法对三相PWM整流器进行解耦处理，并设计了内部电流环，以解决双闭环设计中动态响应能力较快的问题。具有更好的抗干扰能力要求设计电压环路。通过其他资料显示，基于电网侧整流/逆变器直流电压曲线的交直流混合电网，实现了直流侧能量输出电压的双向流动基本没有超调，稳态性能良好。当负载波动迅速时，动态性能良好，且整个系统设计简单，易于在工程中实现。