电网电压不平衡下直接功率矢量控制

摘要：基于三电平PWM整流器的数学模型，结合瞬时功率理论得到了三电平PWM整流器的功率数学模型。通过对电网电压不平衡时整流器进行分析得到了功率表达式。根据功率数学模型提出了用于电网电压不平衡抑制交流侧三相电流负序分量的DPC-SVM控制策略。仿真和实验结果表明，此处提出的控制策略能有效抑制交流侧负序电流。
关键词：整流器；电网电压不平衡；矢量控制

1 引言
在电网电压不平衡时，为使PWM整流器能正常工作，需研究新的控制策略。在当前电网环境下，由于如三相电网配电时三相负载不平衡；使用大容量单相负载；不对称故障或非全相运行造成的三相不对称；输电系统不对称。以下原因常会造成电网电压不平衡等一些原因，常会造成电网电压不平衡。通常，整流器本身的参数也是导致三相电网不平衡的因素之一，但通过整流器的合理设计可适当消除这种不平衡。为此，这里主要研究了在电网电压不平衡时三电平PWM整流器的直接功率控制。在研究三相电网电压不平衡时，假设三电平PWM整流器本身参数是对称的。

2 原理与设计
2．1 三电平PWM整流器数学模型
由三电平整流器的结构分析可得三电平整流器在α，β坐标系下的数学模型为：

式中：P0，Q0为有功、无功的平均值；Pc2，Qc2为有功、无功的余弦项谐波峰值；Ps2，Qs2为有功、无功的正弦项谐波峰值。
在电网电压不平衡时，整流器网侧有功、无功功率的平均值及其二次谐波分量的表达式为：