文档名：不平衡电网下双dq坐标变换的M3C微分平坦控制策略
摘要：针对目前模块化多电平矩阵变换器(M3C)研究中常用的双αβ坐标变换解耦不彻底、传统PID控制方法效果差、不平衡工况研究少等问题,在分析拓扑结构和数学模型的基础上,采用双dq坐标变换对电气量进行解耦,建立了M3C的输入输出侧数学模型,分别对电压、电流进行正负序分离,并结合微分平坦理论,推导了输入侧、输出侧的微分平坦控制(DFC),最后模拟了两种不平衡工况下的运行情况.仿真结果表明,与线性PID控制相比,非线性的微分平坦控制提高了内环电流的跟踪速度和精度,更适用于非线性的M3C系统.在电网平衡或电网出现不对称故障时,微分平坦控制下M3C系统的动态稳定性与快速性更好,电能质量更高,电流谐波含量最多可以降低1.42%,能够更有效地抑制负序电流.
Abstract：Aimingattheproblemsofincompletedecouplingofdoubleαβcoordinatetransformationcom-monlyusedinmodularmultilevelmatrixconverter(M3C)research,onthebasisoftheanalysisoftopol-ogicalstructureandmathematicalmodel,pooreffectoftraditionalPIDcontrolmethod,andlittleresearchonunbalancedworkingconditions,etc.,doubledqcoordinatetransformationwasadoptedtodecoupletheelectricalquantity.ThemathematicalmodelofM3C'sinputandoutputsidewasestablished,thevoltageandcurrentwereseparatedinpositiveandnegativeorder,andthedifferentialflatnesscontrol(DFC)oftheinputsideandtheoutputsidewasderivedbycombiningthedifferentialflatnesstheory.Finally,theoperationundertwounbalancedconditionswassimulated.ComparedwithlinearPIDcontrol,thesimula-tionresultsshowthatnonlineardifferentialflatcontrolimprovesthetrackingspeedandaccuracyofinnerloopcurrent,andismoresuitablefornonlinearM3Csystem.Whenthepowergridbalanceorasymmetricfaultoccurs,M3Csystemunderdifferentialflatcontrolhasbetterdynamicstabilityandrapidity,higherpowerquality,andcansuppressnegativesequencecurrentmoreeffectively.ThecurrentTHDcanbere-ducedbyupto1.42%.
作者：程启明 杜婷伟 赖宇生Author：CHENGQiming DUTingwei LAIYusheng
作者单位：上海电力大学自动化工程学院,上海200090
刊名：电机与控制学报
Journal：ElectricMachinesandControl
年，卷(期)：2024, 28(1)
分类号：TM762
关键词：海上风力发电 模块化多电平矩阵变换器 不平衡电网 双dq坐标变换 微分平坦控制 PID控制
Keywords：offshorewindpower modularmultilevelmatrixconverter unbalancedgrid doubledqcoor-dinatetransformation differentialflatnesscontrol PIDcontrol
机标分类号：TM46TM761TM301.2
在线出版日期：2024年3月5日
基金项目：国家自然科学基金，上海市电站自动化技术重点实验室资助项目不平衡电网下双dq坐标变换的M3C微分平坦控制策略[
期刊论文] 电机与控制学报--2024, 28(1)程启明 杜婷伟 赖宇生针对目前模块化多电平矩阵变换器(M3C)研究中常用的双αβ坐标变换解耦不彻底、传统PID控制方法效果差、不平衡工况研究少等问题,在分析拓扑结构和数学模型的基础上,采用双dq坐标变换对电气量进行解耦,建立了M3C的输入输出...参考文献和引证文献
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