网侧变流器开路故障下双馈风机输出电流特性研究

由于新疆电网运行事故与风电场内部电力电子设备异常而产生的大量谐波有关,但其谐波产生模式一直没有认识清楚。文中从单台双馈风机变流器故障角度出发,分析了网侧变流器在不同开路故障状态下输出电流异常的原理;在电力电子仿真软件PLECS中搭建双馈风机并网模型,变流器采用SVPWM调制策略进行仿真;运用快速傅里叶变换(FFT)对输出电流进行分析。结果表明,网侧变流器中同一桥臂发生开路故障时输出电流基本无谐波分量,而在其他两种故障状况下输出的2倍频谐波含量明显增大。     

混合型级联多电平逆变器的PAM调制和PWM调制

介绍了混合型级联多电平逆变器的PAM和PWM调制方法,在Matlab7．0中构建了基于这两种调制方法的多电平逆变器的仿真模型。仿真结果表明,混合型级联多电平逆变器能够有效减小谐波畸变率,改善输出电压波形。     

基于占空比前馈的储能电池系统控制方法

本文提出一种基于占空比前馈的储能电池系统控制方法,该方法针对电池充电与放电两种状态下控制系统PWM调制特点,设定两种不同的占空比前馈增量算法,以提升双向DC-DC变换器Buck模式与Boost模式的响应速度及稳定性。详细阐述了该控制方法的系统结构与前馈增量算法流程设计,并搭建了应用该方法的储能电池系统仿真模型。通过仿真对比验证了该方法即可有效改善充电状态下光伏功率变化对储能系统造成的瞬时电压波动,亦可提高放电状态下的负载功率切换时电压控制响应速度。     

矩阵变流器的控制策略研究

矩阵变流器的拓扑结构采取一个整流级连接逆变级,并且中间直流环节没有体积庞大的储能环节,使该系统具有较高的功率密度。同时该系统还具有高功率因数和良好输入输出波形等优点,适用于交流调速系统以及其他的控制场合。本文对基于间接矩阵变流器的调制策略进行了深入的研究,采用空间矢量调制策略对整流级和逆变级进行调制,并仿真验正其控制策略的正确性。     

基于脉冲阶梯调制的级联型逆变器研究

脉冲阶梯调制(PSM)是将脉宽调制(PWM)与阶梯调制(SM)相结合,起初应用在高压直流电源系统中。将脉冲阶梯调制技术应用到逆变器领域,提出了基于脉冲阶梯调制的级联型逆变器。介绍了级联逆变器的基本拓扑,分析了PSM级联型逆变器的工作原理,研究了PSM的调制算法。该级联型逆变器具有电路结构简单、控制方法简便、开关损耗小、效率高等优点,适合高压大功率场合。建立了6模块的PSM级联型高压逆变器(可获得有效值为4 kV的输出电压)的Matlab仿真模型进行分析,给出仿真结果。仿真结果表明,PSM级联型高压逆变器的输出波形特性好,谐波含量和THD均很小。     

基于背靠背变流器的风电系统仿真对比研究

永磁直驱风电系统背靠背变流器的详细模型中含有多个电力电子器件,采用脉冲宽度调制技术会增加仿真系统的数学计算量.针对该问题,文中提出了一种均值模型去简化系统,使得风电系统能够快速且稳定地运行.对于变流器均值模型,在结构上利用受控电源代替变流器;在原理上忽略其高次谐波,仅保留基波成分.从系统控制的角度,去除PWM调制过程以...     

基于双SVPWM的直驱永磁风力发电系统运行控制

针对直驱永磁风力发电系统中发电效率低和变流器输出电流谐波大的问题,研究风力机和直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的数学模型,提出一种双空间矢量脉宽调制(SVPWM)式机侧与网侧变流器并网控制策略。为了实现最大风能捕获,机侧变流器采用转速外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略。为了保证直流电压恒定性与输出电流快速响应性,网侧变流器采用电压外环与具有前馈解耦的双电流内环闭环控制策略,实现功率解耦控制和单位功率因素控制。此外,为了减小变流器输出电流的谐波,机侧与网侧均采用SVPWM调制技术。最后,在Matlab/Simulink环境下进行系统并网控制仿真和电流谐波的快速傅里叶变换(FFT)分析。仿真结果表明,文中所提的控制策略满足风力发电系统的并网控制要求,且系统的动态响应好、电流谐波含量少。     

直驱式风力发电系统中TSMC的研究

分析了将TSMC(双级矩阵变换器)作为直驱式永磁同步风力发电系的全功率变流器,并且分别对TSMC的整流级的PWM调制和逆变级空间矢量调制进行了推导和计算,简要分析了TSMC的换流方法。然后运用MATLAB对整流级和逆变级调制方法和对直驱式风力发电系统的要求进行仿真验证,仿真结果验证了本文的理论分析和调制方法的正确型,说明了TSMC具有调制方法简单、输出电能质量高等优点,同时也说明TSMC非常适合用于直驱式风力发电系统中,并且为进一步地研究TSMC提供了理论基础。     

一种红外气体检测中谐波信号锁相放大器的设计

基于波长调制光谱技术,本文设计了一种采用键控法进行相敏检测的二次谐波信号锁相放大器。与传统相敏检测方法相比,键控法相敏检测简化了电路的设计,降低锁相放大器的成本。本文利用MATLAB软件对设计搭建了仿真模型,包括带通滤波器、相敏检测器、低通滤波器等部分。通过对模型进行仿真验证了该设计,在二次谐波信号幅度为01 V,高斯带限白噪声方差为10时,输出最大误差在2以内,且具有良好的线性度。通过仿真表明该方法能够用于气体浓度检测,且方法简单,性价比高。     

谐振式集成光学陀螺三角波调制误差分析

在基于模拟三角波相位调制技术的谐振式集成光学陀螺(IORG)调制方案中,调制三角波参数受外界环境等变化而产生波动是陀螺输出误差的主要来源之一。给出了调制三角波参数与陀螺输出的特性关系;分析了调制三角波参数波动与陀螺标度因数的变化关系;仿真计算了调制三角波参数波动与陀螺输出非线性度的关系。搭建了IORG实验系统,通过采用精密高频波形产生器产生调制三角波,得到了1h零偏稳定性为0.69(°)/s,±500(°)/s动态范围内非线性度为0.96%的陀螺输出。实验验证了理论分析计算方法的正确性以及采用模拟三角波调制方法改善集成光学陀螺检测精度的可行性。     

多级平滑化CDMA系统技术研究

为了提高码分多址(CDMA)系统的频谱利用效率,介绍了平滑相位的π/4差动正交相移键控(DQPSK)调制技术和平滑化Walsh码扩谱调制技术.仿真结果表明,多级平滑化调制技术能够大幅度降低系统输出的谐波分量,压缩频带宽度,提高系统的频谱利用效率.     

闭环光纤陀螺方波调制失真的影响与消除

数字闭环光纤陀螺仪测量角速度时,采用方波调制引起的各种失真会对输出结果产生影响。基于傅里叶级数建立包含失真噪声的闭环光纤陀螺方波调制、解调信号模型,对各种调制失真引起的输出误差进行了仿真分析,并提出一种双极型归零脉冲方波解调方法,用于消除方波调制闭环光纤陀螺仪的输出信号误差。仿真结果表明:采用常规方波解调时,调制信号的相位失真、方波脉宽失真、谐波失真以及梳状噪声脉冲对光纤陀螺仪输出有很大影响,测量角速度相对误差可达1%量级。采用双极型归零脉冲方波解调时,上述调制失真的影响都得到有效的减小,陀螺仪测量角速度相对误差只有0.1%量级,降低了一个数量级,说明文中提出的双极型归零脉冲方波解调方法对提高闭环陀螺的测量精度和稳定性有重要意义。     

基于波长调制光谱技术的二氧化碳浓度测量

以可调谐激光二极管吸收光谱技术为基础,结合波长调制光谱技术,对不同体积浓度的二氧化碳气体进行检测。分别分析正弦波调制信号的不同调制电压及调制频率对二次谐波信号波形及峰值的影响。结果显示当调制电压为0.25 V、调制频率为10 kHz时,得到的二次谐波信号较好。在此基础上,利用实验室中搭建的单光路测量系统对不同浓度的CO2气体进行检测,得到气体浓度与二次谐波峰值线性相关系数为0.998,系统的检测极限为450 ppm。研究为该类系统调制系数的选择提供了实验依据,为工业应用打下了基础。     

光储微电网建模仿真研究

微电网作为分布式能源接入的一种有效手段,已经成为电力领域的重要研究课题之一。文中基于光伏电池和铅酸蓄电池的等效电路及数学模型,在MATLAB/Simulink仿真环境下搭建了光伏电池和铅酸蓄电池的仿真模型,采用性能较好的基于功率占空比二次微分的MPPT算法对光伏电池进行控制,并对光伏发电系统和蓄电池储能系统分别采用PQ、V/f控制策略进行组网,搭建光储微电网仿真模型。最后通过仿真验证光储微电网模型及控制策略的正确性。     

基于背靠背变流器的并网控制研究

基于背靠背结构的变流器可实现直流电压可控,网侧电流正弦化,具有能够实现能量的双向流动、有功和无功功率可控制等优点,得到了越来越多的应用与研究。文章以背靠背变流器为研究对象,分析其工作原理,针对并网控制进行了研究,采用矢量控制和SVPWM调制方法,实现两端交流系统功率的相互交换,搭建了仿真模型,通过仿真验证了控制方法的正确性和有效性。     

Sigma-Delta调制及其在低噪声DC-DC变换器的应用

分析了传统PWM调制和Sigma-Delta调制在噪声性能方面的差异,以及它们对DC-DC变换器输出噪声的影响。在Chartered 0.35μm CMOS工艺条件下实现了一个基于二阶Sigma-Delta调制的低噪声DC-DC变换器,并对其中Sigma-Delta调制模块进行了流片验证。测试结果表明,Sigma-Delta调制模块能够将环路带宽内噪声抑制到-50 dB左右,并且未引入与开关频率有关的谐波成分。仿真结果表明,DC-DC变换器输出电压噪底能够达到-60 dB以下。     

谐振式微光学陀螺中相位调制非线性研究

通过在相位调制器上施加线性变化的调制信号来实现对光波频率的方波调制是目前谐振式微光学陀螺(RMOG)中普遍采用的调制方法。而实现理想的方波频率调制要求完全线性的调制波形,极大地增加了系统实现难度。研究了调制曲线非线性对谐振腔输出的影响,仿真计算了具有二阶和三阶非线性误差的调制曲线引起的谐振曲线偏移和畸变。分析了解调输出误差与调制曲线非线性度的关系。通过搭建RMOG实验系统,测试了实际产生三角波调制信号的高阶非线性系数以及陀螺输出的标度因数。实验验证了理论分析计算方法的正确性以及采用模拟三角波产生方法改善微光学陀螺中相位调制非线性的可行性。     

基于电容ESR和预测调制的DC-DC变换器双环控制策略研究

针对boost型DC-DC变换器,研究基于输出电容ESR纹波电压的预测调制控制策略.首先提出了无需电流采样,并采用输出电容ESR纹波电压的双环控制系统.其次,为了提升DC-DC变换器系统性能,引入了预测调制策略,可以提高变换器瞬态响应速度,减小由输入电压及负载变化引起的扰动.同时,为避免次谐波振荡,采用谷值后缘预测调制技术.最后,对该变换器进行Simulink仿真,结果表明,采用基于输出电容ESR纹波电压的双环控制,结合谷值后缘预测调制技术,可以稳定变换器输出电压,提升瞬态响应性能.该策略无需电流采样以及谐波补偿等模块,能够有效降低硬件成本.     

TDLAS技术气体检测二次谐波信号的仿真与分析

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术结合半导体激光器可调谐的特点及气体分子对特定波长能量光的吸收特性,凭借灵敏度高、响应时间短等优势广泛应用于气体浓度检测。TDLAS技术气体浓度检测包括波长调制、气体吸收、二次谐波解调等环节,吸收信号的二次谐波分量携带气体浓度信息,用于计算气体浓度。利用MATLAB对气体检测过程进行了信号仿真,并利用数字锁相放大算法提取了二次谐波信号,验证了二次谐波与气体浓度的关系。通过仿真分析了二次谐波信号随调制系数的变化关系,以便确定较佳的调制参数,为后续系统搭建与气体检测实验提供参考。     

光伏电池阵列及MPPT仿真研究

应用仿真软件MATLAB中的Simulink工具,在光伏电池数学模型基础上,建立了一种光伏电池工作的仿真模型。同时对MPPT控制原理进行分析,并搭建了一种MPPT仿真模型,在不同的光照强度、环境温度下进行仿真。仿真结果表明,光伏电池模型输出基本同实际输出相似。验证了所研究的MPPT控制系统能很好地实现最大功率跟踪,并能快速响应外界温度和光照强度的变化,能够有效提高光伏电池的效率。