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2 三相 VSR 控制策略及控制系统设计
2.1 VSR 的电流控制方法
VSR 的工作原理分析表明,当其正常工作时,能在稳定直流侧电压的同时,
实现网侧正弦波形电流控制。另一方面,当 VSR 应用于注入有源电力滤波器等领
域时,其王测电流的控制性能决定了系统性能指标的优劣。因此, VSR 的电流控
制策略是十分重要的。
2.1.1 间接电流控制和直接电流控制的比较
为 了 使 PWM 整 流 电 路 在 工 作时 功 率 因 数 近 似 为 1 , 即 要 求 输 入 电 流 为 正 弦 波
且和电源电压同相位,可以有多种控制方法,根据有没有引入电流反馈可以将这
些控制方法分为两种,没有引入交流电流反馈的称为间接电流控制,引入交流电
流反馈的称为直接电流控制。
间接 电流 控 制也 称 为 相位 和幅 值 控制 , 其 实质 是, 通 过 PWM 控制, 在 VSR 桥
路交流 侧生 成幅 值、 相位受 控的 正弦 PWM 电压。 该 PWM 电压 与 电网电 动势 共同 作
用于 VSR 交流侧,并在 VSR 交流侧形成正弦基波电流,而谐波电流则由 VSR 交流侧
电感滤 除。 由于 这种 VSR 电流 控制 方案 通 过直接 控 制 VSR 交 流侧电压 进而 达到 控
制VSR 交流侧电流的目的,因而是一种间接电流控制方式。这种间接电流控制由
于 无 需 设 置 交 流 电 流 传 感 器 以 构 成 电 流 闭 环 控 制 , 因 而 是 一 种 VSR 简 单 控 制 方
案。间接电流控制的优点在于控制简单,一般无需电流反馈控制。另外,间接电
流控制还可分为稳态间接电流控制和动态间接电流控制。间接电流控制的主要问
题在于, VSR 电流动态响应不够快,甚至交流侧电流中含有直流分量,且对系统
参数波动较敏感,因而常适合于对 VSR 动态响应要求不高且控制结构要求简单的
应用场合。
相对于间接电流控制,直接电流控制以快速电流反馈控制为特征。在这种控
制方法中,通过运算求出交流输入电流指令值,再引入交流电流反馈,通过对交
流电流的直接控制而使其跟踪指令电流值。这种直接电流控制与间接电流控制在
结构上的主要差别在于:前者具有网侧电流闭环控制,而后者则无网侧电流闭环
控制。由于采用网侧电流闭环控制,使 VSR 网侧电流动、静态性能得到了提高,
同时也使网侧电流控制对系统参数不敏感,从而增强了电流控制系统的鲁棒性。
直接电流控制可以获得较高品质的电流响应,但控制结构和算法较间接电流控制
复杂。
直接电流控制中有不同的电流跟踪控制方法,常用的有:固定开关频率 PWM
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