毕业论文课题相关文献综述
随着电力电子技术的发展，功率半导体开关器件性能的不断提高，已从早期广泛使用的半控型功率半导体开关发展到如今性能各异且类型诸多的全控型功率开关。但是，目前的一些变流装置很大一部分需要整流环节以获得直流电压，由于常规整流环节广泛采用了二极管不控整流电路或是晶闸管相控整流电路，因而对电网注入了大量谐波及无功[1]，造成严重的电网污染，主要体现在以下几点[2]：
1.增加很多无功功率，因此装置的功率因数低，而且无功功率会导致电流增大和视在功率增加，造成设各和线路损耗增加，降低发电设备和输电设备的利用率；
2.无功功率增加，使线路电压降增大，冲击性的无功负载还会使电压剧烈波动；
3.谐波会引起继电保护和自动装置的误动作，使得常规电气测量仪表不准确；
4.谐波影响电气设备的正常工作，使电容器电缆等设备过热绝缘老化，会缩短电气设备的使用寿命；
5.谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，使得谐波引起的危害增加，甚至导致严重事故。
如何提高功率因数、抑制和消除谐波己成为电力电子技术中的重大课题。治理这种电网污染最根本的措施，就是要求交流装置不产生谐波，实现网侧电流正弦化且运行于单位功率因数。因此，作为电网主要污染源的整流器，首先受到了学术界的关注并且开展了大量研究工作。由于PWM整流器实现了网侧电流正弦化，运行于单位功率因数还可以进行电网无功调节，能够实现能量的双向流动，因而能够正真实现了绿色电能变换[3-4]，开发PWM整流器成为解决谐波污染的重要途径。
PWM整流器有两大控制目标:一方面需要保持直流侧输出电压稳定在给定电压值，且尽量不受电网电压及负载变化的影响；另一方面，变换器的交流侧电流也应该根据不同的应用场合，实现相应的功率因数要求和快速精确的电流波形控制。为了实现这两个目标，绝大多数的PWM整流器控制系统均采用对输出直流电压的闭环控制，同时在控制系统中包含一个内环控制器构成双闭环控制器结构[5]。
PWM整流器控制策略有多种，分类方法也有很多。根据内环控制器的具体结构和控制对象不同，PWM整流器的控制技术可以分为基于电压矢量和基于虚拟磁链矢量两类定向控制[5]。所谓电压矢量定向控制[6]，就是根据电网电压旋转矢量的角度作为控制器的参考角度，以确定整个参考坐标系中各矢量的位置，从而对交流电流的相位进行控制。这种控制方案需要获取电网电压的准确相位，获取的方法可以是通过直接检测电网电压来实现，也可以根据无电网电压传感器的估算策略对电网电压进行估算得到[7]。而虚拟磁链矢量定向是一种源于交流电机控制思想的控制方案[8-9]，它省去了对电网电压的检测电路，只需通过虚拟磁链估算算法得到该矢量的相位就能够得到参考坐标系中各矢量的位置，从而控制交流电流的相位[10]。根据有无反馈电流，PWM整流器控制策略又可分为直接和间接[1,11-12]。间接电流控制策略的显著优点是结构简单、无需电流传感器、易于实现、静态特性良好；其缺点为稳定性差、动态响应慢、存在直流电流偏移及电流冲击等，制约了该策略的应用。直接电流控制策略的优点为动态响应速度快、限流容易、控制精度高。
从能量角度来看，在交流电压一定的情况下，如能控制PWM整流器的瞬时功率（有功和无功）在允许的范围内，也就间接控制了瞬时电流（有功和无功）在允许的范围内，此种控制策略即为直接功率控制（Direct Power Control）。直接功率控制引入闭环比较的量值是系统的瞬时有功、无功功率[1]。通过电流检测量计算系统的瞬时有功、无功功率，与相应参考值用滞环比较的方式得到误差指令，结合输入电压空间矢量的位置从开关选择表中获得当前时刻所需的开关矢量。这种控制方法多采用瞬时功率来估计输入电压，从而免去交流侧电压传感器。由于直接功率控制PWM整流器采用瞬时功率控制，则具有更高的功率因数、低的THD、算法及系统结构简单等优点[13]，引起一些学者的兴趣。
