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不平衡电网整流器 电网电流谐波抑制
在电力电子领域，不平衡电网条件下整流器的性能优化一直是研究的热点，尤其是对电网电流谐波的抑制。本文将探讨如何通过Matlab仿真来完美复现IEEE论文中关于不平衡电网整流器电网电流谐波抑制的研究。
具体工况设定
本次复现基于以下特定的工况条件：
- 网侧电压有效值: 50/110/110V。这表示三相电压的不同幅值，这种不平衡的电压输入给整流器带来了诸多挑战，是研究谐波抑制的关键场景。
- 直流侧电压指令值: 300V。这是整流器期望输出并维持稳定的直流电压值。
IPQR电流控制器
为了有效抑制电流谐波，论文采用了IPQR电流控制器。以下是该控制器的简要代码实现（以Matlab为例）：
% 定义控制器参数
kp = 0.5; % 比例系数
ki = 10; % 积分系数
kr = 0.1; % 谐振系数
% 电流控制器函数
function [control_signal] = IPQR_controller(i_ref, i_measured, omega)
global kp ki kr;
error = i_ref - i_measured;
integral_error = integral(error);
omega_r = omega; % 电网角频率
x1 = 0;
x2 = 0;
for k = 1:length(error)
x1_dot = -omega_r * x2 + error(k);
x2_dot = omega_r * x1;
x1 = x1 + x1_dot * Ts; % Ts为采样时间
x2 = x2 + x2_dot * Ts;
control_signal(k) = kp * error(k) + ki * integral_error(k) + kr * x1;
end
end代码分析
参数定义部分: 首先设定了比例系数、积分系数和谐振系数。这些参数的取值对控制器性能有重大影响，需要根据具体系统进行调优。例如，比例系数决定了控制器对误差的快速响应程度，值越大，响应越快，但可能导致系统不稳定。
kpkikr函数主体部分: IPQR controller 函数接收参考电流、测量电流和电网角频率作为输入。通过计算电流误差，并对误差进行积分得到积分项。这里利用了积分环节来消除稳态误差。此外，通过状态变量构建了谐振环节，可以对特定频率的谐波进行有效抑制，例如电网常见的5次、7次谐波。电网角频率设置为电网的实际角频率，采样时间则根据系统实际的采样频率来确定。
irefomegaerrorintegralerrorx1x2omega_rTsMatlab仿真搭建
在Matlab中搭建整个不平衡电网整流器系统的仿真模型。可以利用Simulink来构建电路拓扑，将网侧电压源设置为幅值50/110/110V的三相不平衡电源，直流侧连接一个电压源来模拟300V的指令值。将上述编写的IPQR电流控制器模块接入到电流控制回路中。
通过运行仿真，可以观察到在IPQR电流控制器作用下，电网电流谐波的抑制效果。如果仿真结果与IEEE论文中给出的波形、数据等高度吻合，即表明复现成功。
总结
通过精确设定工况、实现IPQR电流控制器并搭建Matlab仿真模型，我们能够有效复现IEEE论文中关于不平衡电网整流器电网电流谐波抑制的研究内容。这对于我们深入理解和优化电力电子系统在不平衡电网条件下的性能具有重要意义。
京公网安备 11010802022788号
