基于超级电容储能的DSTATCOM小信号模型及其控制

建立了基于超级电容储能的配电网静止同步补偿器(DSTATCOM/UCES)小信号模型,采用功率前馈解耦的方法,实现了超级电容储能系统侧和配电网静止同步补偿器侧的解耦控制。分别采用单闭环和双闭环的控制方法对DC/DC双向变换器和DSTATCOM控制器进行设计。通过Matlab仿真验证了基于DSTATCOM/UCES可以有效改善配电网中的电压暂降和骤升等电能质量问题,同时也对控制器模型的正确性进行了分析。     

基于前馈自抗扰控制方法的蓄电池储能控制策略

针对光储微电网系统中蓄电池储能存在抗干扰能力较弱、直流母线电压波动较大、充放电有效性差等问题,提出了基于前馈线性自抗扰控制(FF-LADRC)方法的蓄电池储能控制策略。建立双向DC-DC变换器数学模型,并在传统蓄电池双闭环储能控制的研究基础上,通过在电压环和电流环中分别引入LADRC,并且在电压环中加入前馈控制,从而完善了双闭环控制策略,以实现对蓄电池储能系统中充放电过程进行有效控制。仿真结果表明,所提基于FF-LADRC方法的蓄电池储能控制策略能够抑制直流母线电压波动,并且有效提高蓄电池储能系统的充放电性能和降低储能系统超调量。     

单周控制DC／DC变换器的交流小信号模型与设计

以单周控制理论为基础，介绍了基本拓扑DC／DC变换器－－Buck、Boost、Buck-Boost在单周控制方式下的工作原理；建立了统一的控制方程；建立了这三种变换器在单周控制下的交流小信号模型，并给出了规范化的统一模型；以统一模型为基础，设计了一个Buck变换器。     

基于内模控制的静止同步补偿器研究

静止同步补偿器(STATCOM)的控制策略很多,其中传统的PI控制在工程实际中应用最广泛,但它存在很多缺点,尤其是参数整定较麻烦,为此根据内模控制原理,对STATCOM的电流环采用前馈解耦控制策略,设计了STAT-COM的双闭环内模解耦控制器,设计原理简单,物理概念清晰,容易实现,而且能够达到良好的效果,最后经过实验验证了这种控制方法的良好性。     

DC/DC开关电源控制方法小信号模型比较

在分析电压型、电流型、V2控制和V2C控制小信号模型的基础上,建立了4种控制方法的通用小信号模型,并利用该通用模型对4种控制方法进行了比较,分别从模型和传递函数方面对4种控制方法的控制性能进行了分析.分析表明,电压型控制方法对输入电压变化和负载变化的响应速度慢,而电流型对输入电压变化的响应速度比电压型的快;V2控制引入了输出电压的无延迟反馈,提高了变换器对负载变化的响应速度;V2C控制具有V2控制的良好瞬态特性,同时又可自动实现过流保护.     

基于改进下垂控制的蓄电池控制策略研究

文章提出一种改进的下垂控制控制策略以提高蓄电池 DC/DC变换器性能.首先,分析了双向 DCＧDC变换器的工作特性.其次,建立基于所提控制策略的 DC/DC半桥变换器控制模型.最后,仿真验证了基于改进下垂控制策略的仿真模型,结果证实了所提控制策略的可行性。     

带蓄电池储能装置的静止同步补偿器(STATCOM/BESS)的概况综述

带蓄电池储能装置的静止同步补偿器(STATCOM/BESS)可以快速补偿系统所需要的有功功率和无功功率,可以灵活地解决电力系统中的一些电能质量问题,并且也可以平抑新能源发电的波动性。本文主要针对STATCOM/BESS中各种类型直流侧储能电池接入方式、主电路拓扑结构及其在电力系统中的应用进行总结分析。     

平均电流控制下的DC/DC变换器大小信号统一动态模型

提出了适合平均电流控制下DC/DC开关变换器的大小信号统一模型.此模型可用于Buck、Boost和Buck-Boost变换器.它由两部份组成:一部份是开关变换器的平均电路模型;另一部分是平均电流控制器的电路模型.以平均电流控制下的Boost变换器为例,通过实验证明所提出的模型能够准确地预测平均电流控制下DC/DC变换器的稳态、小信号和大信号动态特性.     

移相全桥电路的小信号建模与仿真

小信号模型对于研究变换器的动态特性,变换器各元器件参数的设计有着十分重要的作用。本文从Buck电路出发,结合了移相控制以及零电压开关的原理,建立了移相全桥变换器的小信号模型。并通过对该电路的传递函数的幅频相频特性的分析,验证了该模型的正确性。     

配电网静止同步补偿器的前馈解耦控制策略

对DSTATCOM的解耦控制策略进行了研究,通过对系统电路结构的分析获得了存在耦合项的系统模型;采用前馈解耦控制策略,不仅实现了d、q轴电流解耦控制,而且保证了DSTATCOM输出电流可以稳态无差地跟踪其期望值信号:基于瞬时有功功率和瞬时无功功率的定义获得了电流跟踪控制器的期望值信号;在上述研究工作基础上,最终获得了DSTATCOM的双闭环控制系统.仿真与实验结果表明.DSTATCOM采用所提供的前馈解耦控制策略后,配电网PCC电压和DSTATCOM直流侧电压均能及时、有效地调整到其期望值.     

结合蓄电池储能系统的STATCOM的电流解耦控制

FACTS装置若与储能系统相结合可扩大运行范围、提高性能、扩展功能、使输电更为柔性化。针对传统STATCOM只能单一的调节无功功率这一不足,提出一种结合蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System, BESS)的STATCOM,可实现无功功率与有功功率的双重调节,即对系统的四象限补偿,同时直流侧电压基本恒定,无需控制。描述了STATCOM/BESS的工作原理,推导了数学模型。为实现无功功率和有功功率的独立调节,采用旋转坐标系下的电流解耦控制方法,并给出了PI参数的整定原则。仿真与实验结果证明了STATCOM/BESS采用该控制方法可获得良好的动稳态特性,具有理论价值和实际意义。     

链式静止同步补偿器动态模型建模方法

链式结构静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)装置具有可分相控制、易于实现模块化设计、可靠性高、谐波特性好、无需多重化变压器、无需器件串联等显著优点,可改善系统暂态稳定,提高系统动态性能,改善用户电能质量,受到普遍重视。链式结构STATCOM的数学模型是研究相应控制策略及装置特性的基础。从单相H桥链节模型入手,研究单相链式STATCOM的动态模型建模方法,分别建立开关周期平均模型和小信号交流模型。通过仿真验证了所建模型的合理性,为装置级控制策略的研究奠定了理论基础。     

电动汽车混合储能系统的自适应滑模控制

针对电动汽车蓄电池/超级电容混合储能系统,提出一种自适应积分滑模控制方案.基于两个储能模块和各自所连接的变换器,推导了混合储能系统的平均状态模型.在控制器的设计过程中,结合投影算子,设计了自适应律来估计系统模型中的未知参数.构造积分滑模面,设计了积分滑模控制方法来实现控制目标的跟踪.运用Lyapunov稳定性理论对整个闭环控制系统进行分析,结果表明系统是渐进稳定的.最后搭建了MATLAB仿真平台,模拟电动汽车各个行驶工况,验证了所设计控制方案的有效性.     

基于扩展移相控制的双向DC/DC变换器控制策略

储能的发展对双向DC/DC变换器的传输效率有较高的要求,为此提出一种基于最大传输功率的双向全桥DC/DC变换器扩展移相控制策略,并采用奇异摄动法建立了扩展移相控制下变换器的小信号模型。最后,基于MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真实验结果验证了该策略的有效性和可行性。     

平抑光伏系统波动的混合储能控制策略

蓄电池/超级电容混合储能系统可以同时发挥蓄电池高能量密度以及超级电容高功率密度的优势,适应用于微网。在Buck/Boost双向功率变换器与直流母线相连的独立光伏微网中,提出一种将储能系统总负荷功率滤波后,采用电流滞环控制蓄电池的充放电、超级电容提供差值功率的新型能量管理方案,以优化对混合储能系统的管理。为平抑光伏出力波动,实现对直流母线电压的控制,针对超级电容的Buck/Boost双向功率变换器,在电压电流双闭环基础上,利用输入电压、负载电流前馈环消除了二者的变化对输出电压的扰动,提高了系统的动态响应速度与控制精度;利用电容电压前馈环消除了由于负载电流大小及方向的改变对系统闭环极点变动的影响,提高了系统的稳定性。仿真结果验证了所提能量管理方案及控制策略的有效性。     

改进的Boost变换器小信号模型及其应用

Boost变换器足一个非线性时变系统,用解析方法进行动态分析较为复杂.针对日前无法建立开关电源精确数学模型情况,提出利用状态空间平均法建立Boost变换器的小信号模型,目的在于改进Boost变换器的仿真模型.应用Matlab软件对其进行了仿真.同时设计了40 V/120 V的Boost变换器.以该变换器为对象,对电路的动态响应特性和稳定性进行了实际应用研究.仿真和实验结果证明了该模型的有效性.     

链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制

针对链式静止同步补偿器（STATCOM）直流侧电容电压平衡问题,建立了链式STATCOM的单相等效数学模型,在分层控制架构的基础上,提出相邻电感均衡能量来控制其各模块直流侧电容电压平衡。上层通过前馈解耦控制实现系统总的有功和无功控制;下层采用所提出的控制方法,以电感作为中间储能单元转移电压高的直流侧电容能量来控制直流侧电压大小;最后给出了相邻电感均衡能量控制具体的实现方法。仿真与试验结果表明,方法可以有效地稳定链式STATCOM直流侧电容电压,具有精度高、速度快、控制方法简单等特点。     

含蓄电池储能的永磁直驱风力发电系统并网研究

风力发电系统输出功率的随机性和波动性,给大规模风电并网带来严重挑战。为了有效地改善永磁直驱风力发电系统并网特性,在直流侧增加蓄电池储能装置。设计了储能电池侧双向DC/DC变换器的控制策略,建立了含有储能电池的风力发电系统仿真模型。分别仿真分析了电网侧需求功率变化以及风速变化时系统的动态响应特性。仿真结果证明,增加蓄电池储能装置可以有效地提高永磁直驱风电系统并网特性。     

有轨电车车载混合储能系统效率优化控制

轨道交通迅猛发展对电力能源的需求越来越大。为减少能耗、降低运营成本,储能技术在轨道交通领域的应用成为近年来研究的热点。从提高车载储能系统效率的角度建立了混合储能系统的损耗模型,包括锂离子电池损耗、超级电容损耗、双向DC/DC变换器损耗。基于混合储能系统损耗模型,推导了损耗最小和储能元件安全工作区间的优化方程,提出了一种效率优化控制方法。最后,Matlab仿真结果表明,所提方法与阈值法相比,经过优化控制后混合储能系统全程总损耗明显减小,车辆单程运行能量效率明显提高。     

基于多模式控制的储能用双向Buck-Boost DC/DC变换器

由于各种分布式能源的大量接入，电网需要加入储能单元以平抑潮流的波动。储能系统中，为了在宽输入、输出电压范围的情况下实现高效双向电能转换，探讨一种基于多模式控制的双向Buck-Boost DC/DC变换器。当输入电压显著高于输出电压时，变换器工作在Buck模式，采用谷值电流控制。当输入电压显著低于输出电压时，变换器工作在Boost模式，采用峰值电流控制。当输入电压接近输出电压时，变换器工作在Buck-Boost组合模式，采用移相控制来实现平滑过渡。为了实现高精度的输出和快速的动态响应，控制环路采用二型补偿器。通过Buck模式和Boost模式小部分重叠工作的方式，消除了传统Buck-Boost变换器在模式切换时存在的断续现象。制作的1 kW实验样机具有97.5%的峰值效率以及Buck模式与Boost模式平滑切换的特点。