In mehreren Anwendungen verhält sich die Last oder Quelle, die auf der DC-Seite der Gleichrichterstufe angeschlossen ist, nicht immer als Spannungsquelle, sondern die Last kann sogar als Widerstand, Stromsenke oder -Quelle fungieren. Wenn die DC/DC-Stufe kein Spannungsquellenverhalten aufweist, kann eine Abhängigkeit von der DC-Bus-Spannung mit der angeforderten Leistung (P_Rec) dazu führen, dass keine geregelte Spannung im Ausgang vorliegt. Eine unkontrollierte Gleichstrom-Busspannung kann dazu führen, dass der AC/DC-Wandler instabil wird, mögliche Strom- und Spannungsschutzfunktionen auslöst oder sogar den Wandler selbst beschädigt. Um dies zu beheben, implementieren Sie eine zusätzliche Steuerung mit einer höheren hierarchischen Ebene in Bezug auf die aktuellen Schleifen, wie in Abbildung 2-3 dargestellt. Es wurde ein Spannungsregelkreis hinzugefügt, der die aktive, aus dem Stromnetz abgespeiste oder bezogene Leistung mithilfe von i_d* des unteren Regelkreises IDQ steuern kann. Der zusätzliche PI-Regler erzeugt eine Referenz (I_d*), die den Abgleich von Gleichrichter und Lastleistung (P_Rec und P_Load) ermöglicht, indem V_DC* gleich V_DC erreicht wird, da keine Leistung im DC-Link-Kondensator fließt. Die Anpassung der Gleichrichterleistung an die Lastleistung wird durch den integrativen Teil erreicht.

Abbildung 2-3 Spannungs- und Stromregelkreise

Wie in Abbildung 2-3 gezeigt, wurde eine Vorwärtskopplungsschleife (Feed Forward) implementiert, die mittels einer Gleichstrommessung erreicht werden kann, um die Reaktionszeit des Regelkreises zu verkürzen. Es wurde ein generischer Faktor, K, implementiert, da dieser Faktor von den Spannungen, Strömen und der Implementierung der Steuerungstechnik abhängt. Diese Funktion ist für den Wandlerbetrieb selbst nicht kritisch, kann aber die Leistung erheblich verbessern, wie in Sektion 2.3 gezeigt.

Die I_q* -Referenz ist unabhängig von der Spannungsschleife, da die Referenz nicht an der Wirkleistungsregelung, also am Lade- und Entladevorgang des DC-Link-Kondensators beteiligt ist. Wie bereits erwähnt, steuert I_q* direkt die Blindleistung des Systems.