Abstract
This paper presents an alternative way for the current regulation of single-phase voltage-source dc-ac converters in direct-quadrature (dq) synchronous reference frames. In a dq reference frame, ac (time varying) quantities appear as dc (time invariant) ones, allowing the controller to be designed the same as dc-dc converters, presenting infinite control gain at the steady-state operating point to achieve zero steady-state error. The common approach is to create a set of imaginary quantities orthogonal to those of the real single-phase system so as to obtain dc quantities by means of a stationary-frame to rotating-frame transformation. The orthogonal imaginary quantities in common approaches are obtained by phase shifting the real components by a quarter of the fundamental period. The introduction of such delay in the system deteriorates the dynamic response, which becomes slower and oscillatory. In the proposed approach of this paper, the orthogonal quantities are generated by an imaginary system called fictive axis, which runs concurrently with the real one. The proposed approach, which is referred to as fictive-axis emulation, effectively improves the poor dynamics of the conventional approaches while not adding excessive complexity to the controller structure
چکیده
این مقاله یک روش جایگزین برای تنظیم جریان مبدلهای dc-ac منبع ولتاژ تکفاز در قابهای مرجع سنکرون مستقیم-متعامد (dq) را ارائه میکند. در یک قاب مرجع dq، مقادیر ac (متغیر با زمان) به شکل dc (متغیر با زمان) آن نمایان میشود که به کنترلر این امکان را میدهد که همانند مبدلهای dc-dc طراحی گردد، و بهره کنترلی نامتناهی در نقطه بهره برداری حالت ماندگار را ارائه میکند تا به خطای حالت ماندگار صفر، دست یابد. روش رایج، ایجاد یک مجموعه مقادیر موهومی عمود بر مقادیر حقیقی سیستم تکفاز است بطوریکه بوسیله تبدیل قاب ساکن به قاب دوار، به مقادیر dc دست یافت. مقادیر موهومی متعامد، در روشهای رایج توسط تغییر (انتقال) فاز مولفه های حقیقی با یک چهارم پریود اصلی، بدست آمده اند. معرفی چنین تاخیری در سیستم باعث بدتر شدن پاسخ فرکانسی میشود، بطوری که آنرا آهسته تر و نوسانی میکند. در روش پیشنهادی در این مقاله، مقادیر متعامد توسط یک سیستم موهومی که محور موهومی نامیده میشود، تولید شده است، که همزمان با نوع حقیقی آن اجرا میشود. روش پیشنهادی، که بعنوان شبیه سازی محور موهومی اشاره دارد، بطور موثر دینامیکهای ضعیف روشهای متداول را بهبود میبخشد در حالیکه هیچ پیچیدگی بیش از حدی به ساختار کنترلر اضافه نمیگردد.
1-مقدمه
مبدلهای منبع ولتاژ (VSCها) تکفاز با جریان ورودی تنظیم شده بطور گسترده در چندین سیستم رابط شبکه، مثل کاربردهای برق فوتوولتاییک [1]، فیلترهای توان اکتیو [2]، [3]، کنترلرهای ضریب توان [4]، [5]، و غیره، مورد استفاده قرار گرفته اند. اخیراً، عمق بالایی از نفوذ منابع انرژی پراکنده نیز، تقاضا برای این مبدلها را تشدید کرده است [6]، [7]. در اغلب چنین سیستمهایی، یک VSC از طریق یک فیلتر راکتور خط به شبکه برق ارتباط یافته اند، و یک استراتژی تنظیم جریان توسط VSC برای کنترل جریان ورودیش، اتخاذ شده است، در حالیکه ولتاژ dc-link توسط یک حلقه کنترلی نسبتاً کندتری در قیاس با نوع جریان آن تنظیم شده است...