0 引 言

目前,随着新电网运行导则对风电系统的电网适应性能力提出越来越高的要求,采用全功率变流器并网的风力发电系统在非理想电网环境下的工作性能得到越来越多的重视。

电网谐波是电网中频率大于基波频率并且为基波频率整数倍的电压量或电流量。随着风电场中含电力电子等非线性设备的风力发电机装机容量的增大,在电力系统中引起的谐波电流也增大;中国的风能资源主要集中在偏远地区,风电场与电力主干网连接较弱,使得风电场母线电压质量并不理想,一般都会有一定含量的谐波电压分量。GB/T 15543—2008《电能质量三相电压不平衡》和GB/T 14549—1993《电源系统的谐波控制的推荐实施规范和要求》明确指出:电网电压奇次谐波含量小于4%和总谐波畸变率小于5%的情况均属于电网正常运行范围,并且允许长时间存在。IEEE 519—1992《电源系统的谐波控制的推荐实施规范和要求》及ERG 5/4-1《电能质量三相电压不平衡》等标准中规定电网电压中允许存在不超过5%的5次、7次谐波分量。

从日常生活实践特别是交流实践方式的角度来研究中国文化传统与其他文化传统的同与异，研究中国社会独特的发展历史，标志着中国民俗学的学术思想与研究范式发生了某种重要的变革。这个角度其实是把广大民众真正视为了历史的主人，而不是只把他们作为赞扬和浪漫移情的对象。因为只有从这个角度才能看清广大民众怎样在日常生活中构建和发展自己的社会，创造、传承、享用着自身的文化。这个角度强调了普通老百姓是生活实践的主体，这与借口“传统的发明”或“民俗主义”等理论而去关注各种操弄民俗现象的研究角度是根本不同的。

风电全功率并网变流器一般采用LCL滤波器作为系统与电网的接口,且进线电抗器电感量较小,工作开关频率较低。当电网电压含有谐波分量时,如果采用传统的矢量控制方式,将使并网变流器中出现较大程度的低次谐波电流。如果不加以抑制,该谐波电流就会注入电网,将恶化整个发电系统的输出电能质量。

全功率风力发电机组在电网电压出现一定程度的不平衡、谐波畸变等非理想现象时,应具有不脱网连续运行的能力,同时保证注入电网电能的质量。因此,进一步研究电网电压谐波畸变情况下,LCL型并网变流器的谐波电流抑制方法,对于改善风电并网电能质量以及提高电网运行稳定性有着重要的理论意义和实用价值。

由于风电全功率并网变流器一般采用LCL滤波器作为系统与电网的接口,给闭环系统传递函数中引入了一对不期望的复极点,容易引发系统谐振。因此,采用LCL滤波器方案的网侧变流器系统在大多数情况下都采用桥臂侧电流闭环控制,框图如图1所示。

为了实现对并网电流谐波的抑制,文献[2]提出将谐振调节器的控制对象由桥臂输出电流改为电网侧电流,需要通过额外增加电流传感器来检测三相并网电流,从而增加了系统的硬件成本。另外,兆瓦级全功率变流器系统的开关频率较低,控制延时较大,延时问题对变流器系统电流控制的影响非常明显。因此,对于大功率网侧变流器进行并网电流谐波提取和抑制,以及减小数字控制延时的研究具有一定的必要性。

当电网电压中含有背景谐波分量时,为了实现较高质量的并网电流输出,需要消除因电网电压谐波扰动造成的并网电流谐波。本文中谐波电流的控制策略:根据三相桥臂侧电流iLa,iLb和iLc在正序同步旋转坐标系内的dq分量以及用于有源阻尼控制的滤波电容电流dq分量iC_d、iC_q,根据图1可以计算得到并网电流在正序同步坐标系内的dq分量igd和igq。

1 基于PIR控制器的并网电流谐波抑制局限性分析

文献[1]提出的基于比例-积分-谐振(PIR)控制器的网侧谐波电流抑制策略,仅需在基于PI调节的矢量控制系统的基础上,叠加一个谐振调节器,可以实现桥臂输出电流基波和谐波分量的无静差控制,运算量较少,易于工业实现,目前已被广泛应用于并网逆变器的低次谐波抑制。不过该控制方案的作用对象是桥臂侧输出电流,虽然可以实现桥臂侧电流谐波分量的衰减和抑制,但是受谐波电网电压的影响,并网电流中仍旧会含有较高的谐波分量;并且电网谐波电压对谐波电流的影响与LCL滤波电容容值有关,电容容值越大,抑制后的并网电流中谐波含量越高。

图1 桥臂侧电流闭环控制框图

通过图1,可以推导出并网电流ig与电网电压eg之间的传递函数:

(1)

当电网电压中含有背景谐波分量时,以5次、7次电网谐波电压为例,由于5次、7次电网电压谐波矢量变换到单基波正序同步旋转坐标系时,两者旋转的角频率却为相同的值,均为6ω1(ω1为电网基波角频率),因此引起的谐波电流在正序同步旋转坐标系中都表现为6倍频,由此可以类推:6k+1次、6k-1次(k=1,2,3,…),电网电压谐波矢量所产生的谐波电流在正序同步旋转坐标系中的旋转角频率为6kω1。因此,在单基波正序同步旋转坐标系下对传统的比例-积分(PI)电流调节器增加1个谐振调节器环节,构成PIR调节器,对2个频次[ω=(6k+1)ω1、(6k-1)ω1]的电网电压谐波扰动产生影响。谐振调节器的传递函数为

(2)

式中: kr——谐振系数;

ω0——谐振点角频率;

ωc——谐振品质因数。

由图5可见,采用基于滤波电容电流检测的并网电流谐波抑制策略时,并网电流中的5次和7次谐波得到有效抑制和衰减。不过在单次装载的情况下,由于控制延时较大,同时谐振调节器的谐振频率点与300 Hz偏离较多,并网电流仍旧存在一定含量的5次和7次谐波;在8次装载情况下,并网电流中的5次与7次谐波分量得到有效抑制,实现了并网谐波电流的无静差控制。

(3)

由并网电流ig与电网电压eg之间传递函数的波特图,可以看出并网电流比电网电压的增益在300 Hz处不为0。传递函数G1(s)在谐振频率点ω0=6ω1可以简化为

(4)

由式(4)可见,谐波电网电压对并网谐波电流的影响与滤波电容容值Cf有关。因此,采用基于PIR调节器的桥臂侧电流闭环控制方案进行谐波抑制时,消除谐波电网电压对并网电流的影响受滤波电容限制,电容容值越大,桥臂侧电流谐波抑制以后,并网电流的谐波含量越高。在大功率风电并网变流器的应用场合,LCL滤波器的滤波电感感量一般设计较小;为了实现对开关频率频带附近高次谐波的有效衰减,滤波电容容值Cf一般又设计较大。因此,电网电压谐波分量对并网电流影响较大,很容易导致总谐波畸变率(THD)超过并网标准,无法满足并网电能质量要求,需要在桥臂侧电流给定值注入谐波,或进一步寻找合适的反馈变量。

2 基于滤波电容电流检测的全功率风机网侧变流器谐波电流控制策略

全功率风机网侧变流器的电流控制框图如图2所示。网侧变流器采用直流电压外环和桥臂侧电流内环的双环控制,在恒定直流支撑电压等于设定值的前提下,实现桥臂d、q轴正序电流和负序电流的解耦控制和电网电压的前馈控制,实时保证并网电流三相对称控制。

值得一提的是，“玉玺”智能热烘干，是行业内唯一将烘干温度设定在90℃~105℃黄金干衣温区，全程洗烘只要2小时，可以精准判断特干、强力、标准、防皱、晾干5种烘干等级，衣干即停，即停即穿，有效杜绝潮湿和过度烘干;同时杀灭衣物上的细菌和螨虫，让洗衣干衣一气呵成，便捷又健康，配合升级BLDC变频电机，1400转大功率强劲电机，精准驱动，洁净力甩干力更强劲，相比常规的1000转电机，1400转电机的甩干速度可将洗涤衣服的含水率降低20%以上，可以大大缩短烘干时间。

网侧采用LCL滤波器,电流控制系统由一阶系统变为三阶系统,存在一个固有的谐振尖峰,降低滤波器在该谐振频率点处的阻抗特性,影响并网电流质量或引起系统不稳定。为了保证网侧变流器系统安全稳定并网运行,需要通过无源或有源阻尼来抑制滤波器的谐振现象。由于阻尼电阻的增加可能会影响谐波的滤波性能,并增加系统损耗,因此在兆瓦级大功率场合,出于散热和系统效率方面的考虑,一般不采用无源阻尼的方案。图2中的网侧变流器控制系统通过虚拟电阻的控制算法来替代阻尼电阻,采用基于LCL滤波电容电流检测的有源阻尼控制,实现对电网阻抗变化引起的系统并网谐振有效抑制,有效提高系统的电网适应性和稳定运行能力。

综合营养状态指数 TLI（∑）计算如下：TLI（∑）=∑Wj·TLI（j），采用叶绿素 a（Chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、高锰酸盐指数（CODMn）、透明度（SD）作为水体综合营养状态评价指标，式中TLI（j）为第j种参数的营养状态指数，Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重，m为评价参数的个数[6]。

针对上述问题,本文提出了一种基于滤波电容电流检测和多次采样的并网电流谐波抑制策略。在不需要检测并网电流的情况下,就可以进行并网电流谐波分量的提取和无静差控制;在此基础上,采用多次采样进行并网电流谐波提取与控制,可以实现较高的控制精度。最后,通过仿真与试验验证了理论分析的正确性和所提方案的可行性。

(5)

将igd和igq通过高通滤波(HPF)以后得到并网电流的谐波分量,然后通过谐振控制器(R)进行调节,谐振控制器的输出与基波电流PI调节器输出叠加以后,转换到两相静止αβ坐标系,作为

伏击能乘犯罪分子不备，以突然勇猛的攻击行动，将犯罪分子迅速捕获或直接歼灭，以出奇制胜为目的。以往无数次的边防战斗证实，伏击这种作战形式，非常适用于边防作战的特点，已被广泛采用，并取得了良好的战斗效果。伏击战法是边境捕歼战斗基本战法之一，是边防作战常用的一种战法。在战斗中能运用好伏击战法，可在取得战斗胜利的同时，又可将伤亡降到最低，国家利益和人民生命财产安全又能得到很好的保护。

在多次采样条件下仍采用滞后一拍输出,其延时同样包含一拍滞后延时,但延时时间由单次装载条件下的Ts减小为Ts/N。对于PWM更新延时,当N>2时,并不是每一次装载后的调制信号都与载波相交,此时分析单次装载和2次装载PWM更新延时的方法有一定的局限性。文献[4-5]中运用小信号的分析方法来研究多次采样条件下的PWM更新延时情况,经过分析得出:在多次采样条件下,调制信号经过PWM环节后,幅频响应近似为1,即幅值近似不变,延时时间为Ts/(2N),即Tc/2。这种分析方法同样适用于单次和多次装载的情况,即单次装载的PWM更新延时为Ts/2,多次装载的PWM更新延时为Ts/(2N)。

图2 全功率风机网侧变流器并网电流控制框图

陶小西留温衡过春节，可是她想起那个长发女生，违心地拒绝了。在离开之前，温衡终究还是觉得心里难受，她走时指着他那辆自行车。

(6)

式中: ωc1——截止角频率,设置为50 Hz。

式(2)中谐振控制器GR(s)的谐振点频率ω0设置为6kω1,可以同时处理6k+1,6k-1次谐波电流。

3 基于多次采样的网侧变流器电流控制

3.1 多次采样控制的基本原理

多次采样控制是指数据的采样和调制信号装载的频率为N倍的开关频率。此处定义N为多次采样系数,即fc=Nfs(fc为采样频率,fs为开关频率)。一般N≥2,N=2可以视为多次采样的一种特殊情况,即为2次装载。文献[3]的分析结果表明,2次装载的PWM更新延时为Tc/2,一拍滞后延时时间为Tc,总延时时间为3Tc/2,又因为Tc=Ts/2,所以总延时时间也可以表示为3Ts/4。与单次装载相比,2次装载控制延时有所减小,增加多次采样次数可以进一步减小延时。

由当前采样时刻的采样数据计算得到的调制波信号在下一个采样时刻装载,调制信号的装载频率与多次采样系数N有关。实际上当N=1时,即为单次装载;当N=2时,即为两次装载;而当N→∞时,即多次采样的极限情况是模拟控制中的自然采样。

3.2 多次采样控制延时分析

内部控制是企业降低财务风险的主要手段，通过前期的经验累积对企业进行有效的风险判定和评估，并有针对性地制定相关风险处置方案，可以有效降低企业因往来款项带来的财务风险。

多次采样条件下电流环回路中延时环节同样包含一拍滞后延时和PWM更新延时,总延时时间为Td=Ts/N+Ts/(2N)=3Ts/(2N),相比于常规单次装载条件下的3Ts/2明显减小,而且随着N的增大,延时时间将会进一步减小。在实际应用中,通常综合考虑控制性能和硬件成本来设计N值。文献[6]中分析表明,当N=8或N=16时可以获得接近连续域控制的动态性能,再增加采样次数对控制性能改善不大,而且对硬件元件和控制芯片运算速度要求较高,同时还要考虑到方便DSP实现。本文中采用偶数次装载。

3.3 多次采样条件下网侧变流器输出电流基波与谐波控制性能分析

上文分析表明,多次采样能有效减小数字控制延时,提高系统的稳定性。文献[7]分析了多次采样系数对电流内环PI调节器控制性能的影响。分析结果表明,对于LCL滤波并网逆变器的电流单闭环控制,与常规单次装载数字控制相比,采用多次采样能有效减小控制延时,使系统稳定,而且能获得较高控制带宽和稳定裕度。

图1中,网侧变流器采用谐振调节器来实现对并网电流谐波的抑制。式(2)中谐振调节器GR(s)传递函数带入进行双线性变换得:

(7)

其中,

为了分析多次采样系数对谐振调节器控制性能的影响,根据式(7)的传递函数,在谐振系数kr、品质因数ωc等参数相同的情况下(谐振点角频率ω0设置为600π),绘制单次装载(Tc=Ts)和多次采样条件下2次装载(Tc=Ts/2)与8次装载(Tc=Ts/8)时的谐振调节器波特图如图3所示。由图3可见,单次装载的谐振调节器实际谐振频率为279 Hz,偏离理论设定的谐振频率300 Hz较多,因此必然会影响相应谐波电流信号的控制精度,导致并网电流谐波不能完全得到抑制;2次装载的实际谐振频率是292 Hz,与单次装载相比偏差减小;8次装载的实际谐振频率与理论设定值完全吻合。因此,多次采样系数越大,系统对谐波电流的控制精度越好。

图3 谐振调节器在不同多次采样系数情况下的波特图

4 仿真

为了验证以上分析,通过MATLAB平台中的Simulink仿真软件,对2 MW全功率网侧变流器在电网谐波畸变时的并网运行工况进行仿真研究。其中电网线电压有效值为690 V,电网频率为50 Hz,直流母线电压为1 080 V,LCL滤波器的桥臂侧滤波电感L=0.075 mH(2个0.15 mH电感并联),电网侧漏感Lg=0.035 mH,Cf=55.7×9 μF,开关频率为2.5 kHz。

4.1 基于PIR控制器的并网电流谐波抑制局限性的仿真分析

电网电压5次谐波和7次谐波含量均为5%,网侧变流器采用PIR调节器进行桥臂侧输出基波电流控制和谐波电流抑制,在2 MW额定有功功率输出的情况下,滤波电容Cf分别设计为55.7×6 μF和55.7×9 μF。电网背景谐波畸变的情况下,基于PIR控制器的并网电流谐波抑制仿真结果如图4所示。由图4可见,桥臂侧输出电流中的5次、7次谐波得到有效抑制,但是并网电流受电网谐波电压的影响,仍旧含有较高的5次和7次谐波,并且在滤波电容Cf由55.7×6 μF增加至55.7×9 μF时,并网电流中5次谐波的THD由2.38%增加到3.59%,7次谐波THD由3.63%增加到5.79%,谐波电网电压对并网谐波电流的影响与滤波电容容值Cf有关,仿真结果与上文中的理论分析相符合。

图4 电网背景谐波畸变的情况下,基于PIR控制器的并网电流谐波抑制仿真结果

4.2 基于滤波电容电流检测和多次采样的并网电流谐波抑制策略的仿真分析

电网电压5次谐波和7次谐波含量均为5%,网侧变流器采用图2的谐波控制策略,通过检测的桥臂侧电流与滤波电容电流进行谐波分量的提取后,使用谐振控制器进行并网电流的谐波抑制,谐振点频率ω0设置为600 π;另外,为了验证多次采样系数对电流谐波抑制的影响,在2 MW额定有功功率输出的情况下,电流内环PI调节器和谐波控制器分别采用单次和8次装载。电网背景谐波畸变的情况下(5次、7次谐波),基于滤波电容电流检测和多次采样的并网电流谐波抑制策略仿真结果如图5所示。

图5 电网背景谐波畸变的情况下(5次、7次谐波),基于滤波电容电流检测和多次采样的并网电流谐波抑制策略仿真结果

将GPI=GR代入式(1)得到:

本是为了方便工作的专用号段，成了一些人眼中的“通行证”“护身符”；本是正常的公务用车，因为有了“特殊牌号”而成了一些人手中的“特权车”。一些人开上这样的车，往往对红灯、应急车道、专用车道视而不见，对禁止驶入、禁止停车等标志置若罔闻，有的甚至百无禁忌，对执法人员也敢恶语相加甚至拳脚相向。这些行为损害了公共利益，伤害了公务车形象，在社会上造成恶劣影响。辽宁在全省开展“特权车”问题专项整治，体现了着力解决官僚主义问题、消除特权思想的主动与自觉，值得称道。

SVPWM参考信号控制并网变流器的运行,实现基波电流的控制和谐波电流的抑制。高通滤波器(HPF)主要是为了滤除基频信号坐标变换以后的直流分量。其表达式为

阿斯顿·马丁旗下首款SUV正式定名为DBX。与此同时，DBX原型车的全球测试已经启动。阿斯顿·马丁首席工程师Matt Becker将驾驶首款开发原型车在威尔士拉力赛赛段接受考验，为全球测试项目揭开序幕。此前，工程设计团队已经在模拟器上针对DBX进行了专属开发和调校，确保在首批实测原型车上路之前就能完成大量基础工作。在阿斯顿·马丁看来，DBX不仅仅是一款SUV，还将成为圣安森工厂投产的首款车型，DBX的到来将拓展GT的精神内涵，为品牌开启一个全新时代。根据计划，DBX将于2019年底正式上市。

5 试验验证

为了验证以上理论分析,搭建了2 MW全功率变流器试验平台。其中,电网线电压有效值为690 V,电网频率为50 Hz,开关频率为2.5 KHz,直流母线电压为1 080 V。电网背景谐波是通过谐波发生器来模拟,谐波发生器由2套125 kW三电平三相逆变器来实现。其中一个逆变器用于整流器控制,稳定直流侧电压;另一个逆变器作为谐波逆变器输出,其主要功能是产生各次谐波电压,与电网690 V电压相叠加。

本研究各项指标数据来源于2001—2016年《四川省统计年鉴》.依据国家区域发展战略和五年计划选取时间断面，分别为西部大开发战略的起始时间2000年，第十个五年计划的结束时间2005年，第十二个五年计划的开始时间2011年和结束时间2015年.结合行政区划变动和统计数据的实际情况，以2015年行政区划的56个县(区)作为研究区.

通过谐波发生器向电网注入6%的5次和7次谐波,在并网有功功率为500 kW的情况下,网侧变流器采用传统的PIR调节器进行桥臂侧输出基波电流控制和谐波电流抑制。电网背景谐波畸变的情况下,基于PIR控制器的桥臂侧与并网电流试验波形如图6所示。由图6可见,虽然桥臂侧电流控制较好,但是受外部电网谐波电压和滤波电容的影响,并网电流中依旧含有较多的5次和7次谐波。

通过隐喻，叶芝的所有诗歌被联结成一个内在有机的整体。对叶芝而言，作者创造隐喻的一个主要目的就是满足读者对未知事物的理解欲望，或满足读者对无法言说的情感的表达欲望。在读者的欲望和满足之间，正如在叶芝诗歌的隐喻之间，在其情感与理智之间，始终存在一种张力，这种张力处于一种微弱的平衡状态，任何一方都难以打破这种平衡。这正是叶芝诗歌的持久魅力所在。

网侧变流器采用图2的谐波控制策略,电流内环PI调节器和谐波控制器分别采用单次和8次装载。电网背景谐波畸变的情况下,基于滤波电容电流检测和多次采样的谐波抑制策略的桥臂侧与并网电流试验波形如图7所示。在采用单次装载的情况下,并网电流中的5次谐波由64 A降到13 A,7次谐波由34 A降到16 A,谐波虽然得到有效抑制,但是含量依旧较大,难以满足并网要求;在采用8次装载的情况下,并网电流中谐波得到更好的抑制(5次谐波5 A,7次谐波7 A),网侧电流谐波抑制环节可以很大程度衰减电流中的谐波分量,使其满足并网要求。这进一步证明了本文所采用控制方案在并网电流谐波抑制方面的有效性。

图6 电网背景谐波畸变的情况下,基于PIR控制器的桥臂侧与并网电流试验波形

图7 电网背景谐波畸变的情况下,基于滤波电容电流检测和多次采样的谐波抑制策略的桥臂侧与并网电流试验波形

6 结 语

本文分析了基于PIR控制器的并网电流谐波抑制策略的局限性,在此基础上提出基于滤波电容电流检测和多次采样的并网电流谐波抑制策略:

(1)通过滤波电容电流检测提取并网电流的谐波分量,并通过谐振控制器(R)进行调节,谐振控制器的输出与基波电流PI调节器输出叠加,从而实现网侧变流器并网电流的谐波抑制。

(2)分析了常规单次装载和多次采样条件下的延时特性,分析结果表明多次采样能有效提高并网谐波电流的控制精度。

基于滤波电容电流检测和多次采样的并网电流谐波抑制策略在电网电压含有较高含量背景谐波的情况下,仍旧可以实现较高电能质量的并网输出电流,对进一步改善风电并网变流器系统的电网友好性有积极作用。本文在电网电压叠加5次和7次背景谐波的情况下,通过仿真和试验验证了该控制方案的正确性和可行性。

楚墨买下一朵玫瑰。玫瑰沾着虚假的露水，却并不影响它在阳光下愈发鲜艳娇美。楚墨将玫瑰递给静秋，静秋微微一怔，说：“还是送给念蓉吧！”楚墨说：“一会儿经过别的花店，我再给她买一枝好了。”“可是就算你送给我，我也没地方放。”静秋伸出手，却不是接过玫瑰，而是用手掌往外推了推，“能放在哪里呢？家里？茶馆里？”她笑笑，笑出一条皱纹。她收住笑，然那皱纹，却永远留在脸上。

【参 考 文 献】

[1] 龚文明,孟岩峰,胡书举,等.一种应用PIR控制器的双馈风力发电机组电流谐波控制方法[J].电工技术学报,2013,28(9):95-103.

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