電網電壓不平衡下直接功率矢量控制

摘要：基于三電平PWM整流器的數學模型，結合瞬時功率理論得到了三電平PWM整流器的功率數學模型。通過對電網電壓不平衡時整流器進行分析得到了功率表達式。根據功率數學模型提出了用于電網電壓不平衡抑制交流側三相電流負序分量的DPC-SVM控制策略。仿真和實驗結果表明，此處提出的控制策略能有效抑制交流側負序電流。
關鍵詞：整流器；電網電壓不平衡；矢量控制

1 引言
在電網電壓不平衡時，為使PWM整流器能正常工作，需研究新的控制策略。在當前電網環境下，由于如三相電網配電時三相負載不平衡；使用大容量單相負載；不對稱故障或非全相運行造成的三相不對稱；輸電系統不對稱。以下原因常會造成電網電壓不平衡等一些原因，常會造成電網電壓不平衡。通常，整流器本身的參數也是導致三相電網不平衡的因素之一，但通過整流器的合理設計可適當消除這種不平衡。為此，這里主要研究了在電網電壓不平衡時三電平PWM整流器的直接功率控制。在研究三相電網電壓不平衡時，假設三電平PWM整流器本身參數是對稱的。

2 原理與設計
2．1 三電平PWM整流器數學模型
由三電平整流器的結構分析可得三電平整流器在α，β坐標系下的數學模型為：

式中：P0，Q0為有功、無功的平均值；Pc2，Qc2為有功、無功的余弦項諧波峰值；Ps2，Qs2為有功、無功的正弦項諧波峰值。
在電網電壓不平衡時，整流器網側有功、無功功率的平均值及其二次諧波分量的表達式為：