七电平混合级联型光伏并网逆变器研究
摘要：介绍了一种可以应用于单相光伏发电并网系统的七电平混合级联型逆变器。分析了电路的工作模态和不同工作方式下死区以及开关动作对于逆变器的影响,并由上述分析的结论得出了逆变器的最佳工作方式,基于该方式给出了一种控制全桥直流支撑电容电压的方法,并计算了其实现条件。采用了占用数字信号处理器(DSP)系统资源较少的单载波SPWM方式实现对逆变器的调制。最后通过仿真和实验对上述内容进行了验证。三相并网逆变器静止坐标系零稳态误差电流控制分析及在线切换控制研究
摘要：电流控制是三相并网逆变器运行的关键问题之一。为了实现快速准确的电流控制,深入分析了三相并网逆变器旋转坐标系PI控制、静止坐标系PR控制和静止坐标系PCI控制三者之间的联系和区别,证明了静止坐标系PR控制和旋转坐标系PI控制两者并不等效,探讨了静止坐标系PR控制和PCI控制在动态性能和稳态性能方面的特点,并提出一种在线平滑切换方案,有效利用两者的优势,最后搭建了基于TMS320F2812 DSP的数字控制实验平台,完成了电网电压平衡/不平衡两种情况下的实验测试,为不同工况下合理选择控制策略提供了重要的理论依据。并网接口滤波器拓扑结构推演与分析
摘要：作为并网逆变器的重要组成部分,接口滤波器滤波特性的好坏直接决定着逆变器的并网性能和成本体积。从滤波器拓扑结构入手,在深入分析现有L型、LCL型和LLCL型滤波器特性的基础上提出了一种并网接口滤波器统一电路模型。根据该模型对五阶以下滤波器可能的拓扑结构进行推演、归纳与比较,提出了LLCCL1型和LLCCL2型两种新型滤波器拓扑结构。在逆变器侧高频谐波衰减特性、电网侧高频谐波抑制特性、参数设计及谐振尖峰无源阻尼等方面对新型滤波器和现有滤波器进行了详细地对比研究。理论分析和仿真结果均验证了所提出拓扑结构推演方法和新型滤波器结构的正确性和合理性。基于模块化多电平变换器的电流滞环跟踪型并网控制策略
摘要：基于电流滞环型双闭环并网控制策略运用于模块化多电平变换器(MMC),实时监测电网电压、并网电流与给定电流误差,从而决定其网侧输出电压,使得并网电流快速、高效地跟踪给定电流;同时对并网电流脉动频率、开关频率做了详细分析,证明了该策略优越性。建立虚拟子模块,在此基础上根据子模块电容电压大小排序和桥臂电流方向,不断改变虚拟子模块与实际子模块驱动信号的循环映射关系,达到子模块电容电压动态平衡的目的。该控制方法适用于任意单元级联和任意电平数。设计了一台五电平MMC的实验样机对上述控制方法进行了实验验证。不平衡电网下基于降阶谐振器的双馈风电系统网侧变换器辅助控制策略
摘要：电网电压不平衡条件下,为了最大限度提升双馈发电系统综合运行能力,需考虑网侧变换器的辅助控制功能。本文提出一种采用降阶谐振器的电流控制方案,可实现以消除整个双馈发电系统输出有功、无功功率脉动为目标的辅助控制功能。该控制方案以整个系统输出的有功、无功功率直接作为被控对象,在正转同步旋转坐标系中通过2倍频降阶谐振器对其进行直接调节,可消除以正、负序电压分量为基础的网侧变换器负序电流指令计算环节,并完全无需对电压、电流进行相序分离,即可实现所设定的网侧变换器辅助控制目标。仿真和实验结果表明:所提出采用降阶谐振器的电流控制方案,在电网电压不平衡条件下,既实现消除整个发电系统输出有功、无功功率的脉动的网侧变换器既定控制目标,又可提高双馈系统在不平衡故障下的动态控制性能。基于Crowbar的双馈机组风电场等值模型与并网仿真分析
摘要：针对双馈机组(DFIG)风电场并网中亟须解决的低电压穿越问题,提出了一种基于Crowbar的双馈机组风电场等值方法。通过对DFIG在电网故障情况下的机理分析,给出了电网故障时DFIG转子电流的表达式。根据DFIG转子电流值判别是否投入Crowbar,将DFIG风电场分为投入与不投入Crowbar两组;运用容量加权法计算各组参数,建立DFIG风电场的双机等值模型。算例仿真分析表明,DFIG风电场的双机等值模型能够较准确地反映电网故障期间风电场变化,采用快速无功补偿提高了风电场的低压穿越能力。宽转速运行的定子双绕组异步电机风力发电系统低速轻载运行时的效率优化控制策略
摘要：为有效利用低风速区风能,拓宽风能利用范围,对宽转速运行的定子双绕组异步电机(DWIG)风力发电系统低速轻载运行时的效率优化问题进行了研究。简述了该发电系统的拓扑结构和低速运行时的电压控制原理,分析了DWIG低速运行时效率优化控制的基本原理及特殊性,推导了考虑铁损的DWIG数学模型,建立了DWIG损耗模型,获得了最优磁链求解方程,进而提出了一种基于DWIG损耗模型的效率优化控制策略,并给出了具体实现方法。样机实验结果表明,该效率优化控制策略是正确、有效的,它不仅能使系统保持低速运行输出额定电压的优势,而且还能明显提高系统低速轻载运行的效率,从而实现了低风速区风能的有效利用。基于混杂系统DC-DC变换器的永磁风电并网系统直流母线电压稳定控制
摘要：为了提高基于固态变压器的永磁风电并网系统中直流母线电压的稳定性,在低压直流侧,通过双向DC-DC加入超级电容器。文章基于Boost电路建立混杂系统模型,引入类滑模控制策略,利用超级电容器的快速充放电特性,提高直流电压的稳定性。仿真研究表明,在风速改变和电网电压跌落两种工况下,直流侧电压波动、超级电容器充放电电压和充放电电流均变小。该方案可以快速准确地抑制直流母线电压波动,改善并网风力发电机组的电能质量和稳定性。改善微电网频率稳定性的分布式逆变电源控制策略
摘要：基于电力电子换流器并网的分布式能源对微电网系统的惯性几乎没有贡献,这将成为分布式能源大规模接入微电网之后面临的新问题。虚拟同步发电机控制策略作为一种能够使含储能装置的分布式逆变电源具有虚拟惯性的方法,对改善微电网系统频率的稳定性具有重要作用。在理论推导及分析虚拟同步发电机控制与微电网关系的基础上,提出了一种改善微电网频率稳定性的分布式逆变电源虚拟同步发电机整体控制策略,将同步发电机的转子运动方程、一次调频特性及无功调节延迟特性引入到逆变电源的上层控制中,底层控制则根据同步发电机的并网矢量关系得到。最后,搭建了简单微电网系统的Matlab/Simulink仿真模型及物理实验平台,通过仿真和实验充分验证了所提虚拟同步发电机控制方法对微电网频率稳定性的支持作用。基于插入损耗的噪声源阻抗修正计算方法
摘要：为了使EMI滤波器能够实现有效的插入损耗,需要考虑噪声源阻抗的频谱特性。电压插入损耗法是最简单的测试噪声源阻抗的方法。本文分析了传统的电压插入损耗法在实现过程中采用的假设条件,部分假设在数学上并不严格成立,相应的简化近似计算可能导致较大误差;甚至有些计算结果会与假设条件矛盾,进而导致计算结果无效。在不改变传统插入损耗法的测试方案的前提下,对噪声源阻抗的计算方法进行修正,推导了源阻抗幅值的精确解析表达式,进而确定源阻抗幅值的最大值和最小值。解析计算结果经过数学验证成立。在此基础上,以电动汽车用DC-DC变换器为测试对象,实现了源阻抗幅值的测试和计算,验证了该方法的有效性和适用性。通过该测试和设计实例的分析可以发现,改进的电压插入损耗法可以获得更精确的噪声源阻抗,避免滤波器的过设计,便于滤波元件的设计和选型,并为滤波器体积、重量等的优化提供帮助。“E王E”形耦合电感器的设计及其在交错并联磁集成双向DC-DC变换器中的应用
摘要：为了克服传统EE形耦合电感器的气隙过于集中、磁压和磁通分布不均匀、气隙离绕组过近等缺点,提出一种"E王E"形耦合电感器结构,建立了磁路模型,给出了设计方法。通过仿真和实验证明,该结构增加了一条并联气隙磁路从而使磁路的磁压和磁通分布比较均匀,磁路的磁阻减小,电感因数和耦合强度增大;气隙远离绕组从而减小气隙扩散磁通和旁路磁通及绕组涡流损耗;绕组绕在长宽比较小的铁心中柱上从而减小绕组长度;所给出的改进磁路模型和设计方法可以用于这种耦合电感器的设计;将这种耦合电感器用于交错并联磁集成双向DC-DC变换器,具有输出电压纹波小、电感电流波形平滑、毛刺少、开关管开通和关断时的电流尖峰小等优点,并且可以有效地提高电路的轻载效率。E类功率放大器负载变化对工作特性的影响分析
摘要：E类功率放大器在实际工作情况下,终端负载可能偏离理论设计值,使功放工作特性发生改变,严重时甚至损坏开关管。本文从理论上对E类功放的电路参量进行了理论分析和推导,得到输出功率、工作效率和漏极电压等参数与负载之间的解析关系,并通过Saber电路仿真和实际电路测试进行了验证。分析结果表明,负载偏离最优负载时,输出功率下降,工作效率降低;当负载变低时,开关管漏极电压和电流峰值升高,使开关管电压和电流应力增加。本文得出的理论结果可确定E类功率放大器的负载容许变化范围,也为变负载条件下的E类功率放大电路设计和分析提供重要参考。一种提高光学电压传感器温度稳定性的方法
摘要：光学电压传感器的测量精确度易受环境温度的影响。通过设计基准电压源,使基准电压源与被测电压源串联共同作用于同一个光学电压传感器,提出一种获取自校准系数的自校准算法,通过自校准系数对光学电压传感器测量结果进行修正,实现对光学电压传感器的温度补偿。基于该方法设计了自校准光学电压传感器,并对其进行了精确度测试。测试结果表明:在?40℃~+70℃的温度范围内,自校准光学电压传感器的测量误差小于±0.12%,其温度稳定性得到了显著提高。该方法简单有效,为实现实用化的高精确度光学电压互感器提供了解决方案。基于全响应功率补偿的电压型PWM整流器直接功率控制
摘要：为提高直流环节的动态响应,抑制功率突变时的母线电压波动,本文在建立双PWM变频调速系统能量平衡数学模型的基础上,将无功电流引入功率调节环,采用输出功率直接反馈,首次提出动态和稳态分步补偿的全响应直接功率控制策略,即以功率为控制量,对稳态所需能量进行实时性补偿,对动态所需能量以n个期望控制周期为单位进行阶段性补偿。实验结果表明,改进后的电压型PWM整流器控制策略显著提高了直流环节的动态响应,且有效抑制直流母线电压波动,实现了对双PWM变频系统能量流动的精确控制和协调性能的提升。电压型PWM整流器无差拍预测直接功率控制
摘要：研究了一种用于电压型PWM整流器的无差拍预测直接功率控制方法。该方法根据无差拍功率预测模型,在每一个采样周期,实现对下一个周期开始时的功率给定值的跟踪控制。采用空间矢量脉宽调制方法调制目标电压矢量,实现了直接功率控制开关频率的恒定。并在系统中引入了基于内模原理的准积分反馈校正环节,在每个采样周期对系统有功功率和无功功率的预测给定值进行修正。仿真表明,该方法有功功率、无功功率响应迅速、平滑,而且没有静差;控制器对系统参数变化不敏感,系统鲁棒性好,控制器设计简单,具有工程应用前景。用于级联型大功率变流器的多变量组合控制方案
摘要：提出一种用于级联型大功率变流器的多变量组合控制方案,综合利用非对称直流母线电压控制、移相控制和脉冲宽度调制(PWM)。与传统的非对称电平、阶梯波合成以及混合型调制控制方案相比,该控制方案能更好地消除输出电压的低次谐波,且全部功率器件均低频工作。本文分析了该控制方案下的输出电压谐波特性和各逆变模块功率分配。该控制方案简洁可靠,开关频率低,可用于现有典型的级联型结构变流器。基于混合非对称级联型拓扑并结合SPWM、SHEPWM调制策略的实验样机验证控制方案的可行性和低次谐波消除效果,仿真和实验结果表明理论分析的正确性。基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法
摘要：考虑到传统的多电平变流器调制算法不能简单应用于各种新型多电平变流器拓扑结构,提出了基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法。该算法首先确定与实际变流器电平数相同的等价变流器和目标波形,再通过编-译码确定原始工作波形和实际工作波形的逻辑关系,使实际变流器获得与目标波形一致的输出波形。以混合级联多电平变流器为例,对该调制算法进行了理论分析、仿真和试验验证。仿真和试验结果表明基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法,具有不依赖于具体拓扑结构的通用性,算法简单且容易实现,适用于各种结构的多电平变流器。基于新型四象限开关单元的并联型有源滤波器
摘要：提出了一族基于新型四象限开关单元的并联型有源电力滤波器(Parallel Active Power Filter,PAPF)拓扑。它实质上由降压型最小功率单元通过有机方式组合而成,解决了传统有源滤波器拓扑的桥臂直通隐患,且具有可高频、高效率运行的优点。本文以一种半桥型交错降压有源滤波器(IB-APF)为例,详细分析研究了其工作原理,给出了其控制策略,仿真和实验结果验证了这种新型有源滤波器的可行性。该族有源滤波器特别适合于高可靠性的场合,同时具备优良的补偿性能。
