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半周期對(duì)稱SHEPWM技術(shù)的歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)
作為現(xiàn)代電力電子技術(shù)中的核心之一,PWM技術(shù)在近幾十年獲得了深入的研究和廣泛的應(yīng)用,涉及靜止無(wú)功補(bǔ)償、有源電力濾波、統(tǒng)一潮流控制、超導(dǎo)儲(chǔ)能、高壓直流輸電、電氣傳動(dòng)、新型UPS以及可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電等各個(gè)電力領(lǐng)域。以半周期對(duì)稱SHEPWM技術(shù)為研究對(duì)象,較為系統(tǒng)及深入的研究了該技術(shù)的OMAL開(kāi)關(guān)角特性、初值獲取方法、直流電壓波動(dòng)時(shí)OMAL開(kāi)關(guān)角的迭代解法及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的OMAL開(kāi)關(guān)角解法。

半周期對(duì)稱SHEPWM技術(shù)的歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)
通過(guò)與1/4周期對(duì)稱SHEPWM方法對(duì)比,研究了半周期對(duì)稱SHEPWM方法的OMAL開(kāi)關(guān)角特性,并通過(guò)仿真證明,半周期對(duì)稱SHEPWM波形既具有1/4周期對(duì)稱SHEPWM波形的特點(diǎn),又能同時(shí)控制特定諧波的幅值和相位,并擴(kuò)大了OMAL開(kāi)關(guān)角的解的范圍,為進(jìn)一步優(yōu)化輸出波形提供更多的選擇。在此基礎(chǔ)上,提出一種結(jié)合移相角控制原理和半周期對(duì)稱SHEPWM方法的復(fù)合控制方法,使D-STATCOM在補(bǔ)償無(wú)功功率的同時(shí),能夠補(bǔ)償負(fù)載電流的部分諧波分量。驗(yàn)證了半周期對(duì)稱SHEPWM方法同時(shí)控制諧波幅值和相位的理論有效性。在迭代求解半周期對(duì)稱SHEPWM方法OMAL開(kāi)關(guān)角的過(guò)程中,合適的OMAL開(kāi)關(guān)角初值能加快迭代收斂的速度。但是,相同OMAL開(kāi)關(guān)頻率下,半周期對(duì)稱SHEPWM方法的獨(dú)立OMAL開(kāi)關(guān)角比1/4周期對(duì)稱SHEPWM方法多一倍,不容易獲得能夠收斂的OMAL開(kāi)關(guān)角初值。提出以1/4周期對(duì)稱SHEPWM方法的*解作為半周期對(duì)稱SHEPWM方法的OMAL開(kāi)關(guān)角迭代初值,不僅能保證足夠快的迭代速度,也能使OMAL開(kāi)關(guān)角的解的總諧波畸變率和諧波失真度盡可能小。通過(guò)比較在收斂精度相同的條件下,經(jīng)驗(yàn)性初值、基于三角載波比較法的OMAL開(kāi)關(guān)角初值、基于重心重合理論的OMAL開(kāi)關(guān)角初值和基于1/4周期對(duì)稱SHEPWM方法的初值在不同調(diào)制目標(biāo)時(shí)的迭代收斂速度,證明了基于1/4周期對(duì)稱SHEPWM方法的初值z(mì)ui適用于半周期對(duì)稱SHEPWM方法的OMAL開(kāi)關(guān)角求解。絕大多數(shù)對(duì)SHEPWM方法的研究都以電壓源換流器(VSC)直流側(cè)電壓恒定為前提,然而實(shí)際上,交流電網(wǎng)的三相不平衡可引起VSC直流側(cè)電壓的波動(dòng),直流電壓波動(dòng)又會(huì)導(dǎo)致VSC輸出電壓中含有寄生諧波。提出結(jié)合改進(jìn)OMAL開(kāi)關(guān)函數(shù)法和半周期對(duì)稱SHEPWM方法的改進(jìn)半周期對(duì)稱SHEPWM方法。該方法消除VSC直流電壓波動(dòng)時(shí)輸出電壓中的寄生諧波,改善了VSC的輸出性能。同時(shí)給出了采用改進(jìn)半周期對(duì)稱SHEPWM方法求取OMAL開(kāi)關(guān)角的方法。仿真試驗(yàn)證明了此方法的有效性,并表明基于1/4周期對(duì)稱SHEPWM方法的不同的OMAL開(kāi)關(guān)角初值雖然都能達(dá)到調(diào)制目標(biāo),但影響輸出相電壓的不平衡度,選擇不平衡度較小的初值得到的波形的總諧波畸變率較小,波形質(zhì)量更好。采用傳統(tǒng)的迭代算法獲取改進(jìn)半周期對(duì)稱SHEPWM方法的OMAL開(kāi)關(guān)角是一個(gè)復(fù)雜的迭代計(jì)算過(guò)程,每個(gè)OMAL開(kāi)關(guān)角需要單獨(dú)求解,計(jì)算量大。同時(shí),與1/4周期對(duì)稱SHEPWM方法中的OMAL開(kāi)關(guān)角不同,半周期對(duì)稱SHEPWM方法的每個(gè)OMAL開(kāi)關(guān)角受多個(gè)參數(shù)影響,簡(jiǎn)單的函數(shù)擬合不能滿足精度要求。采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)半周期對(duì)稱SHEPWM方程組的擬合,達(dá)到了較好的擬合效果。由于無(wú)需考慮迭代次數(shù)的影響,選取1/4周期對(duì)稱SHEPWM方法中THD較小的那組解作為初值以獲得足夠多的訓(xùn)練樣本。

半周期對(duì)稱SHEPWM技術(shù)的歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)
在設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中,采用粒子群算法獲得BP網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)值和閾值,采用BP子網(wǎng)系統(tǒng)提高擬合精度,然后設(shè)計(jì)12因素、11水平的正交表,通過(guò)正交試驗(yàn)表設(shè)計(jì)BP網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試樣本,檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力。通過(guò)仿真驗(yàn)證了子網(wǎng)系統(tǒng)具有比原型網(wǎng)絡(luò)更高的訓(xùn)練精度。 zui后,利用實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)驗(yàn)證了提出的半周期對(duì)稱SHEPWM技術(shù)的OMAL開(kāi)關(guān)角求解方法的正確性和有效性。