孤岛交流微网群中各微电网分布式有功–电压调控策略

孤岛交流微电网群中,为维持各微电网的电压稳定并实现经济性分配有功功率,本文提出了一种分布式有功–电压调控策略.首先,针对电压调控目标,为各微电网的分布式电源和储能设备都设计了反下垂控制器和电压二次控制器以调节输出电压至期望的参考值;其次,针对有功分配目标,还提出了各微电网及其内部发电设备的出功准则,并基于边际成本一致理论,设计了一种基于电流调控的功率分配方法,以维持功率供需平衡并降低发电成本;最后,根据小信号模型理论,分析了上述策略对单个发电设备运行稳定性的影响,并基于MATLAB/Simulink软件进行了仿真验证.     

脉冲负载下微电网储能电池虚拟惯量控制研究

随着信息化技术发展,装备数字化已成必然趋势,负载功率脉冲特性日益显著。脉冲负载的典型特点是峰值功率大、平均功率小,与常规负载不同,对电网的影响也有显著差别。微电网充分利用绿色可再生能源,将其就地转换为电能向负载供电,成为电力系统重要的发展方向之一。采用基于虚拟惯量的直流侧储能电池功率控制方法,平抑脉冲功率扰动对微电网的影响。基于模糊逻辑规则,提出储能电池虚拟惯量控制策略,并搭建系统仿真模型,对比分析储能电池工作前后微电网运行特性指标。结果表明在直流侧配置储能后,直流母线电压跌落幅度明显减小,同时,交流侧电压畸变程度与频率波动幅度均降低。     

RFID低噪声放大器设计与仿真

研究低噪声放大器和优化问题,射频识别系统读卡器的读卡性能,决定了放大器化效果.为提高系统性能,采用参数方程和ADS(Advanced Design System)内部函数相结合的方法,通过对恒增益圆、恒噪声系数圆来设计低噪声放大器.方法将"波"的概念引入放大器的设计过程中,将放大器的稳定性、增益、噪声和阻抗匹配等性能参数用波的概念来表述.仿真结果表明,设计完全满足性能指标要求,使基于S参数的小信号放大器的分析与设计变得非常方便.证明方法为实际低噪声放大器优化设计提供参考.     

一种新的力反射遥控机器人系统的信号传输方法

提出了一种新的基于有源阻抗匹配的信号传输方法，这种方法能够保证整个力反射遥控机器人系统在时延下的无源稳定性和良好的透明性．分析可知原有的两种无源信号传输方法只是这种新方法的两种特例．实验结果表明了该方法的有效性．     

有源电力滤波器无功补偿影响因素分析

在分析有源电力滤波器拓扑结构的基础上,研究了直流母线电压和进线电抗器的选择对有源电力滤波器无功补偿效果的影响,提出了基于电压平均值的电抗器改进选择策略。实验结果表明,直流母线电压为720V、APF侧电抗器值为1.5mH时,电网电流畸变率小,系统动态性能良好。     

基于扰动观测的电力推进系统直流侧电压振荡抑制技术研究

电力推进系统所表现出的恒功率负阻抗特性会引起直流侧电压振荡,导致系统不稳定[1].论文研究了电力推进系统相关电气、控制及运行参数变化对直流侧电压稳定性的影响,提出了一种基于扰动观测的变频器控制策略,通过调节电力推进系统负载功率的变化来抑制直流侧母线电压的振荡.该控制策略可以显著改善电力推进系统的恒功率负阻抗特性,并有效提高系统的无源性,进而增强电力推进系统直流侧电压的稳定性.通过Matlab/Simulink仿真,在频域和时域内验证了所提出的控制策略的有效性.     

基于边缘计算的混合储能多微电网功率自适应控制

在微电网中,将多个双向接口变换器并联可提高微电网两侧的功率交换能力,但并联变换器的微电网难以有效控制。研究发现,微电网接入储能系统可以缓冲功率波动、降低功率控制难度。为保证微电网稳定运行,提高功率控制精度,本文提出了基于边缘计算的混合储能多微电网功率自适应控制方法。研究基于边缘计算技术,分析了混合储能多微电网结构,并构建了一个用于混合储能多微电网的自动管理平台。在此基础上,通过对母线实时电压的控制实现频率的调节,增强接口变换器的稳定性,以完成混合储能多微电网功率交互的调度与控制。在混合微电网中,我们接入储能系统,通过功率交换控制、自主功率分频自适应控制实现了混合储能多微电网的功率自适应控制。实验结果表明,所提方法在混合储能多微电网功率控制方面效果较好,有功功率控制误差较小,能够有效保证混合储能多微电网稳定运行,并提高功率自适应控制准确度。     

新趋近律的直流微电网母线电压滑模控制设计

随着直流微电网技术的快速发展,直流微电网中母线电压的稳定性控制作为直流微电网正常平稳运行的关键,也成为了研究热点之一;针对直流微电网母线电压外环易受参数摄动和负荷扰动的影响,提出了一种扩张状态扰动观测器ESO(Extend state observer)与新型趋近律的滑模控制器NRSMC(New reaching law sliding mode control)相结合的复合控制器ESO-NRSMC;该控制器采用了一种新型趋近律方法来解决抖振现象与滑模面趋近时间之间的矛盾;同时扩张状态观测器将观测到的扰动值补偿到滑模控制器中,进一步提高控制器的抗扰动能力;还构造了Lyapunov函数来验证所设计的母线电压外环闭环控制系统的稳定性;最后通过仿真证明控制器ESO-NRSMC在微电网系统参数发生变化以及负载扰动的情况下,依然能够实现对直流微电网母线电压的稳定控制,具有较强的优越性和鲁棒性能。     

SG3525在Buck-Boost直流变换器中的应用

针对基于Buck-Boost直流变换器的非线性、时变、周期性系统,利用状态空间平均法以及欧拉公式建立了该变换器电感电流工作在CCM模式下的小信号模型,得到了相应的交流小信号传递函数。由于传递函数中存在S平面右半平面的零点,系统成为非最小相位系统。利用SG3525组建了闭环控制系统,利用有源超前滞后补偿网络对系统进行了校正,实验结果验证了模型和控制方法的合理性。     

直流微电网中软开关双向DC/DC变换器的仿真研究

在光伏发电微电网中,直流双向变换器作为储能电池和直流母线之间的纽带,承担着能量管理和平衡的重要作用。提出了一种分立式缓冲型软PWM电路作为直流双向变换器,有效减少了开关损耗并能实现能量的双向流动。进行谐振元件的参数设计,运用状态空间平均法建立小信号模型,设计了补偿控制器以改善系统性能,基于PSIM软件建模与仿真,分析系统不同模式下的运行状态及动态切换过程,结果表明所研究的双向变换器能实现软开关工作。     

新型高压大容量混合有源电力滤波装置的研究

提出一种新颖的高压大容量混合型有源电力滤波电路(HAPF).无源支路在补偿无功功率的同时还可以滤除因非线性负载产生的特征谐波电流.有源部分通过耦合变压器与基波串联谐振电路并联构成串联谐振注入式混合有源滤波器.详细介绍该新型结构的基本工作原理,分析其谐波补偿特性及谐振抑制特,并对其有源部分的参数设计进行研究.依此方法为某矿厂研制了高压大容量混合型有源电力滤波装置,运行结果表明该装置能很好的满足工程需要.     

Output feedback control of a three‐phase four‐wire unified power quality conditioner

The increasing penetration of power electronics in electrical equipment entails a significant impact on the deterioration of power supply quality. In this paper, the problem of power quality is addressed for distorted three‐phase four‐wire power grids supplying non‐linear unbalanced loads. A unified power quality conditioner (UPQC) is considered to ensure satisfactory electrical energy quality. To this end, a UPQC controller is designed to meet four control objectives: i) compensation of the harmonics and the reactive load currents; ii) compensation for the harmonic voltages at the point of common coupling (PCC); iii) cancelation of the neutral current; iv) and regulation of the inverter DC voltage. The control design relies on the UPQC nonlinear model that accounts for the electrical grid line impedance. Unlike previous works, the proposed controller features an output‐feedback nature as it combines a nonlinear regulator, designed with a sliding‐mode technique, and a state observer designed using a Lyapunov stability based technique. The latter provides the former with online estimates of the series filter AC voltages, which are not assumed to be accessible to measurements. The closed loop error system is analyzed using the average stability approach. It turns out that all (tracking and estimation) errors are asymptotically vanishing, except for the DC bus voltage tracking error, which is periodic in steady‐state with an amplitude depending on the (DC bus) capacitor, the larger the capacitor the smaller the steady‐state DC voltage tracking error level. This theoretical result is confirmed by simulations involving wide range variations of the load current.     

不平衡供电下PWM整流器输出电压稳定控制

针对电网供电电压不平衡造成PWM整流器输出功率波动的问题,分析了三相电压型PWM整流器在不平衡供电电压下的瞬时输出功率模型,设计了输出有功、无功功率的二次谐波补偿环节,提出一种三相PWM整流器输出电压稳定控制策略.控制系统运行时不包含正、负序分解过程,能够有效抑制整流器输出有功、无功功率二次谐波,实现直流母线电压的稳定输出.仿真和实验结果证明了控制策略的有效性.     

Output‐Feedback Nonlinear Adaptive Control of Single‐Phase Half‐Bridge Ups Systems

We consider the problem of controlling single‐phase half‐bridge power converters in UPS systems operating in the presence of changing load. The control objective is twofold: (i) ensuring a satisfactory power factor correction (PFC) at the grid–UPS connection; (ii) guaranteeing a tight regulation of the DC bus voltage and the half‐bridge inverter output voltage despite changes in load. The considered control problem entails several difficulties including: (i) the high dimension and strong nonlinearity of the system; (ii) the numerous state variables that are inaccessible to measurements; (iii) the uncertainty that prevails on some system parameters. The problem is dealt with using a multi‐loop nonlinear adaptive control system that makes use of the backstepping design technique. The inner loop ensures the PFC objective and involves an adaptive observer estimating the grid voltage and impedance parameters. The intermediary loop regulates the inverter output voltage to its reference, which is a sinusoidal wave, and it also contains an observer estimating the current in the inverter coil. The outer loop regulates the DC bus voltage up to small size ripples. The controller performances are formally analyzed using system averaging theory.     

基于双PWM变换器的开关磁阻风力发电系统研究

为实现开关磁阻（SRG）风力发电系统中能量在电网与电机之间的双向流动,提出T一种基于双脉宽调制（PWM）变换器的控制方案。机侧变换器进行矢量控制,调节定子有功、无功功率;网侧变换器控制直流母线电压的稳定,调爷网侧功率因数。分析了双PWM变换器的数学模型,并在其d—q轴数学模型的基础上研究r网侧变换器的控制策略,讨论了通过电网电压定向矢量控制实现交流侧功率因数和直流母线电压控制的方法,并利用空间矢量调制方式（SVPWM）对网侧变换器进行控制。基于E述方案建立了SRG系统仿真模型,仿真结果表明,基于电网电压定向的双PWM变换器矢量控制策略能使SRG系统得到快速动态响应并实现高功率因数输出,从而满足变速恒频（VSCF）发电系统的要求。     

矿用本安电源开关变换器滤波电容消解方案

针对矿用本安电源因开关变换器滤波电容较大而导致输出电压纹波较大、本安性能较差等问题,提出采用有源电容技术消解本安电源开关变换器滤波电容的方案,对有源电容的工作原理、控制策略和数学模型进行了分析.有源电容技术通过控制内部全桥变换器,将直流母线瞬时功率差转移给非直流母线电容进行能量平衡,从而实现直流母线滤波电容容量消解.以基于Buck变换器的电源为例,介绍了有源电容技术在矿用本安电源中的应用,并通过仿真和试验验证了采用有源电容技术可以较小的电容达到输出本安要求.     

MPPT算法与输入输出反馈线性化控制技术在光伏发电系统中的应用

针对目前光伏发电系统采用的固定电压法、增量电导法等最大功率点跟踪控制技术跟踪速度慢、精度不佳的问题,提出采用变步长电导增量法进行最大功率点跟踪控制;为了控制光伏系统中电网电流和直流母线电压,采用输入输出反馈线性化控制技术,使得系统的功率因数和直流母线电压可用相同的算法进行控制。在Matlab/Simulink环境下对基于变步长电导增量法算法与输入输出反馈线性化控制技术的光伏发电系统进行了建模仿真,结果表明,采用反馈线性化技术控制逆变器后,日照强度和温度变化不会对电网功率因数产生影响;变步长电导增量法提高了光伏发电系统的动态和稳态性能,且降低了电网电流的总谐波失真率。     

飞轮电池提高离网型风力发电系统稳定性研究

针对目前风力发电系统中储能装置(化学电池)的不足,设计了采用飞轮电池作为离网型风力发电系统的储能装置,提出了飞轮电池快速充、放电的控制策略。在系统的充电方式下,采用了感应电机的矢量控制算法;放电方式下,采用了以直流母线电压为控制信号的控制策略实现了直流母线电压的自动调整,达到了稳定系统的直流母线电压的目的。仿真结果表明,该储能装置能实现稳定风电场直流母线电压的作用,从而有效地提高离网型风电场的电能质量和稳定性。     

负荷动态特性变化对电力系统静态电压稳定性的影响研究

针对负荷动态特性激发电压的动态变化而且在极端情况下可能导致电压崩溃的问题,将转差率引入负荷等效阻抗模型对负荷的阻抗模及阻抗角进行了分析,得出了负荷的阻抗模及阻抗角的突变点;基于该模型对负荷动态特性进行了分析,讨论了负荷变化时节点的电压及功率变化情况,得出了节点电压转折点和节点功率转折点;结合三元电压稳定分析法推导出的传输网络的电压稳定极限曲线,利用算例分析了不同的负荷比例对电力系统静态电压稳定性的影响,从而得出了恒阻抗负荷比例的增加有利于增强电力系统静态电压稳定性的结论。     

SVG的一种控制策略研究

论文分析了SVG传统控制方法的局限性,研究了闭环动态无功功率控制以及功率单元直流电压平衡控制的新策略。基于功率单元的数学模型和瞬时无功功率理论,论文将参考电流信号直接变换为电压参考信号,省去了传统双闭环控制中的电流-电压转换器。另外,利用在参考电压矢量中叠加一个与输出电流矢量平行的有功电压矢量用来控制功率单元的直流电压平衡。仿真模型参数为 SN ＝±4MVar、UN ＝10kV ,N＝12,Y 连接。仿真结果证明,论文的方法能在突加额定负载下实现SVG从感性无功功率变换到容性无功功率（或反之）的稳定输出,同时即使在过渡过程中也能保持所有功率单元直流电压平衡。