基于飞轮储能的新型动态电压恢复器的研究 (1)

2．4 变换器A的控制

变换器A的控制目的是控制直流母线电压恒定的同时，实现交流侧输入电流的正弦化且与电网电压同相位。

变换器在abe三相静止坐标系下的方程为：

式中，L为与电网相连的滤波电感的电感值，将功率开关管损耗等效电阻同滤波电感等效电阻合并为R，usa、usb、usc为电网三相电压，ia、ib、ic为变换器交流侧三相电流，ea、eb、ec为变换器输出的三相电压。

通过坐标变换将该数学模型转换至同步旋转坐标系中，变换器在同步旋转坐标系下的数学模型为：

式中，ud、uq为三相电网电压在同步旋转坐标系下的投影；id、iq为变换器交流侧三相电流在同步旋转坐标系下的投影。

选取同步旋转坐标系的d轴与电网a相电压矢量重合，则uq=O，式(3)可进一步简化为：

这说明当电网电压稳定时，控制了变换器d轴电流即控制了输入的有功功率；控制了变换器q轴电流即控制了输入的无功功率。若要实现单位功率因数控制，即输入的无功功率为零，只要令变换器q轴电流设定值即可。

由式(4)可知，该数学模型存在交叉耦合项，因而给控制器设计造成一定难度。为此，采用前馈解耦控制策略，当电流调节器采用PI控制器时，则uid和uiq的控制方程如下：

式中，Kp、Ki为电流内环比例系数和积分系数；为电流指令值。

将式(5)代人式(4)，并化简得：

式(6)实现了电流内环的解耦控制。由上述分析可得变换器A的控制框图如图3所示。