一种新颖的矩阵变换器过流保护策略

提出了一种新的矩阵变换器过流保护策略。当出现过载故障时,通过控制变换器开关连接状态可以为负载提供合理的续流回路,使负载储能快速释放,减少了对箝位电路的损耗,并使开关器件免受故障影响。通过MATLAB/Simulink仿真,验证了提出策略的正确性和有效性。     

一种新颖的矩阵变换器过流保护策略

提出了一种新的矩阵变换器过流保护策略.当出现过载故障时,通过控制变换器开关连接状态可以为负载提供合理的续流回路,使负载储能快速释放,减少了对箝位电路的损耗,并使开关器件免受故障影响.通过MATLAB/Simulink仿真,验证了提出策略的正确性和有效性.     

矩阵变换器开关切换点优化预测电流控制策略

传统矩阵变换器(matrix converter,MC)模型预测电流控制策略在线寻优计算量大,适当降低采样频率有助于缓解计算压力,但会造成变换器电源侧、输出侧电流谐波大的问题。对此,该文引入开关状态切换点自由度,依据最优开关状态在最佳时刻切换的思想,提出矩阵变换器开关切换点优化预测电流控制策略。实验结果表明,所提策略与传统预测电流控制策略相比,能够有效降低矩阵变换器输出侧和电源侧电流波形中的谐波,提高矩阵变换器的电能变换质量。     

矩阵变换器直接开关函数调制策略的研究

对矩阵变换器开关器件调制策略的研究，提出了基于直接开关函数调制策略实现矩阵变换器功率器件控制信号的原理；建立了输入侧滤波器的仿真模块，以改善矩阵变换器输入侧的电流波形；建立了离散化的开关函数仿真模块，以适用于数字仿真和工程试验；建立了开关信号发生仿真模块，以实现功率器件控制信号的输出；将各个仿真模块进行组合得到矩阵变换器的整个仿真模型。然后通过Matlab／Simulink软件仿真，给出了主要的仿真波形。仿真的结果表明该矩阵变换器采用直接开关函数的调制策略是切实可行的，该调制策略不仅使功率器件控制信号的方法具有清晰易懂、简单有效的优点，而且实现了矩阵变换器良好的输入输出电气特性。     

一种新型电动轮自卸车电源系统的研究

针对传统电动轮自卸车重载上坡时柴油发动机动力不足、电源稳压性能低、响应速度慢等问题,此处在电机驱动侧加入三相交错并联双向DC/DC变换器和超级电容构成新型电源系统。该系统有效降低了输出电流的纹波,可更好地延长电动轮自卸车寿命;同时,其功率变换器开关器件的开关电流应力低,能提高变换器的动态响应和系统效率。此处详细分析了其功率变换器的工作原理,推导出其功率变换器输出电流纹波的表达式,验证了交错并联技术可以大大减小输出纹波值;并采用双闭环控制策略,通过Matlab/Simulink对其变换器的不同工作模式进行仿真,最后搭建了实验样机来验证理论分析的正确性。     

基于CPLD的矩阵变换器4步换流的实现

由于矩阵变换器的双向开关都是由分立器件组合而成,使得矩阵变换器控制实现相对复杂.为了对矩阵变换器实施安全换流,设计并实现了由CPLD器件来实现矩阵变换器双向开关间的安全换流策略.详细介绍了换流策略及实现方法,在带交流电动机负载下得到相应实验波形,结果验证了该设计的正确性.     

基于预测算法和变结构的矩阵变换器驱动感应电机无差拍直接转矩控制

提出一种新型的基于预测算法和变结构的矩阵变换器驱动感应电机无差拍直接转矩控制方法,变结构控制器产生负载角度变化值,并与定子磁链给定值送入基于预测算法的无差拍直接转矩控制器中,得到预测定子控制电压矢量,结合矩阵变换器双空间矢量调制方法,实现矩阵变换器开关频率恒定,并有效地减小了转矩脉动。实验结果表明,通过使用该方法,既可以保留传统矩阵变换器驱动感应电机直接转矩控制转矩快速响应的特点,又可以保证开关频率恒定和减小转矩脉动,有效地改善了系统的动静态性能。     

交错并联Buck变换器的快速脉冲电流输出研究

将脉冲宽度调制(PWM)调光策略与电荷控制四相交错并联Buck变换器相结合,可输出具有快速上升沿/下降沿的脉冲电流,适用于脉冲负载场合。分析了两种PWM调光策略(两电平调光和开关管调光)下变换器的工作原理,并通过实验结果对比分析了变换器采用这两种调光策略作为输出电流实现方式时瞬态性能的差异。实验结果表明,两电平调光策略下变换器的输出电流上升/下降过程平稳缓慢,开关管调光策略下变换器的输出电流上升/下降过程迅速,但上升沿有微小过冲。     

全桥ZVS PWM电容器充电变换器

为对广泛应用的电容充电大功率全桥零电压软开关高压变换器进行理论分析,从零电压(相当输出短路)到最大电压用变换器对电容器进行了充放电试验。变换器电路中充分利用器件的寄生参数,通过在高压变压器的原线圈串联电感,实现主开关管输出高压整流二极管的零电流软切换,变换器通过脉宽调制和电流控制调节输出电压并具有过压和过流保护功能。给出变换器的静态分析,同时给出了基于UCC3895 PWM控制器的直流—直流变换器样机的详细设计和1 kJ/s充电速度的实验结果表明变换器的理论分析正确,方法可行。     

基于九开关变换器的统一电能质量调节器原理与控制

针对传统统一电能质量调节器开关器件多、结构复杂的缺点,提出采用九开关变换器替换背靠背式变换器作为电路拓扑。九开关变换器开关器件少,在造价、体积及散热等方面具有一定优势。首先介绍九开关变换器的原理与调制策略,结合电网电压跌落时电路的稳态分析,揭示了电压补偿端口与电流补偿端口输出电压的变化规律,据此得出九开关变换器可通过在两输出端口间动态分配直流电压以有效降低系统所需直流电压幅值的结论;其次简要说明了基于新拓扑调节器的控制算法;最后通过仿真与实验,验证了所提方案的可行性。     

基于电流突变量的自适应过电流保护新原理

针对线路外部故障切除时负荷自启动对配电网过流保护的影响,提出了一种基于电流突变量的自适应过电流保护新原理。利用线路在配电网内部故障与故障切除过程中电流存在的明显差异特征,实现对负荷自启动过程的准确识别。当连续两次检测到电流突变量大于设定门限值并满足两个判据时,即判定负荷产生自启动过程。给出了一套过电流保护整定方法,可根据负荷变化做出动态调整,从而构建自适应过电流保护方案。仿真结果表明,基于电流突变量的自适应过电流保护新原理是有效和实用的。该原理不受负荷自启动与负荷变化的影响,可有效增大后备保护的保护范围,保证了保护的可靠性和灵敏度。     

基于纹波电压前馈的级联H桥整流器输出电压平衡策略

对传统的比例式脉冲补偿电压平衡控制策略进行了建模分析。通过分析发现大范围投切载时输出电流扰动对平衡控制的影响不可忽略。在此基础上给出了投切载时系统调整时间、输出电压跌落值与系统特征参数之间的关系曲面。针对投切载时比例式脉冲补偿电压平衡控制下CHBR动态性能差的问题,结合输出电流与输出电压纹波峰值之间的关系,通过将输出电压纹波峰值引入电压平衡环节,提出了纹波电压前馈电压平衡控制策略,并给出了纹波电压峰值的检测方法。最后,利用三级CHBR的仿真模型和实验平台对所提策略与比例式脉冲补偿电压平衡控制策略进行了比较测试。测试结果表明所提策略在切载后各级输出电压间的最大不平衡电压减小了12 V,调整时间缩短了43 ms,证明了所提策略的正确性和有效性。     

基于扰动观测器的孤立交直流混合微电网双向AC/DC换流器电压波动控制策略研究

针对孤立交直流混合微电网中双向AC/DC换流器在外界扰动下出现电压波动的问题,设计了一种应用于双向AC/DC换流器的母线电压扰动观测器,以实现在分布式电源出力和负荷功率变化等外界扰动情况下对系统扰动量的快速跟踪,且无需增加额外的电压或电流传感器,保证了交直流混合微电网内分布式电源和负荷的即插即用功能。进一步地提出了基于扰动观测器的孤立交直流混合微电网双向AC/DC换流器电压波动控制策略,以有效抑制暂态电压波动和冲击,提高了孤立混合微电网在不同扰动下的动态响应性能和鲁棒稳定性。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了孤立交直流混合微电网仿真模型,通过在不同暂态过程下的仿真测试验证了所提方法的有效性和正确性。     

不对称故障条件下并网光伏逆变器峰值电流抑制策略

不对称故障在电网实际运行过程中时有发生,其导致的输出电流峰值较大的问题严重影响了光伏发电系统的可靠运行。首先对不对称故障条件下并网光伏逆变器输出电流峰值过大的机理进行了分析,进而提出了一种考虑输出电流峰值的参考电流算法,在已有参考电流算法中加入多个调节参数,能够对输出电流峰值和功率波动进行调节。在所提出改进参考电流算法基础上,提出了一种有功无功协调控制策略,有效解决了不对称故障条件下并网光伏逆变器的过流问题,拓展了光伏系统的有功输出能力。通过在PSCAD/EMTDC中建立仿真模型验证了所提出控制策略的正确性。     

基于Buck-Boost矩阵变换器的异步电机调速系统控制策略

针对以Buck-Boost矩阵变换器(BBMC)为功率变换器的异步电机调速系统,提出一种基于有限时间控制的变频调速控制方法。首先,根据异步电机的给定转速,经基于PI-IP控制的矢量控制算法获得异步电机的给定电压,并以该给定电压作为BBMC的参考输出电压。再以BBMC中电容电压与电感电流作为系统控制变量,经有限时间控制算法得到BBMC中对应功率开关的占空比。再根据该占空比对BBMC中对应功率开关实施控制,由此可在BBMC输出端获得与其参考输出一致的输出电压,从而实现异步电机实际转速对其给定转速的准确跟踪,达到对异步电机转速进行准确控制的目的。最后通过仿真和实验对上述控制方法进行了验证。     

基于参考电流型光伏发电系统变功率输出控制策略

针对两级式光伏并网发电系统变功率输出技术的研究及应用现状,提出了一种新型的参考电流型变功率输出控制策略。通过光伏功率与指定功率的比较,实时改变光伏电流,可以实现最大功率跟踪和指定功率跟踪两种功率输出模式,并且在日照强度变化情况下能够快速有效地控制光伏功率的输出。所提控制策略对Boost变换器进行小信号建模,详细分析了不同功率下光伏阵列等效阻抗对前级系统稳定性的影响,并介绍了双模式功率输出的控制器设计。最后仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

柔性直流配电系统负荷波动对系统过电压及过电流影响研究

柔性直流配电系统因其诸多优势而成为未来智能电网的重要发展趋势,而系统故障中的过电压和过电流分析及其及防护方法研究是其关键技术之一。由于柔性直流配电系统所接入的负荷具有波动性和间歇性等特性,故针对±10 kV两端柔性直流配系统开展了负荷波动对系统过电压及过电流影响研究。分析了故障下电压和电流的产生机理、影响因素以及负荷波动对电压和电流影响情况,并提出了后续研究中负荷的等效建模方法。首先根据两端柔性直流配电系统拓扑结构,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序中建立其仿真模型。其次,根据系统接口设备拓扑结构,理论分析接口设备出口发生单极接地故障和双极短路故障下电压和电流的产生机理、影响因素以及负荷波动对电压和电流影响情况。最后,仿真验证接口设备出口发生单极接地故障和双极短路故障下负荷不同波动方式对电压和电流的影响,并提出负荷的等效建模方法。     

一种柔性倒闸调节器的控制方法

针对电力系统中操作复杂、效率低下和存在安全隐患等倒闸操作问题,设计出一种带负荷的电力系统柔性倒闸调节器。该装置主要是调节两个独立分列运行的配电母线电压,使两母线间产生逐渐变化的潮流,最终实现两母线电压趋向相等实现并列运行。设计了柔性倒闸装置的数学模型及拓扑结构,运用abc-dq变换进行前馈解耦的电流内环控制和PI调节的电压外环控制。通过Matlab/Simulink仿真验证了控制策略的快速性及准确性,能够保证用户用电可靠性及提高倒闸操作效率。     

基于低频电流注入的船舶直流微电网线路阻抗检测

下垂控制是船舶直流微电网中一种实现系统能量分配的有效方法。在传统下垂控制中,系统内各微源之间线路阻抗不一致,导致各分布式微源承担的功率也不一致,严重时微源直流变换器甚至出现过载故障。为了解决船舶直流微电网中由线路阻抗引起的负载均流精度问题,提出利用低频注入来检测线路阻抗的方法。通过在电感电流上注入低频交流信号,检测注入后的变换器电压、电流信息,利用傅里叶变换求得线路阻抗值,进一步补偿下垂系数。该方法可以提高微电网系统直流母线电压质量,改善直流变换器并联均流时的负载均分效果,对系统稳定运行影响小。最后仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于云模型与马尔科夫链的继电保护装置寿命预测方法

准确预测智能变电站继电保护装置的有效寿命,是保障智能变电站安全稳定运行的关键。提出了一种基于云模型与马尔科夫链的继电保护装置寿命预测方法。利用继电保护装置的运行状态数据并结合云模型的隶属度函数来构建初始状态概率分布向量,然后依据马尔科夫链原理获得状态转移概率矩阵,最后通过分析信度准则预测保护装置有效寿命。算例分析结果表明该方法能科学预测保护装置有效寿命,可为智能变电站继电保护装置的状态检修工作提供指导依据。