PSMG风力发电系统MPPT优化控制策略研究

针对风力发电系统最大功率点跟踪定步长爬山算法容易发生误判和振荡等缺点,采用自适应改进型最优梯度法对现有的定步长爬山算法进行优化。在风力发电系统和逆变器之间设置Buck变换器,建立了Buck变换器占空比与风力发电系统功率之间关系的模型,使用优化后的最优梯度-爬山法策略控制Buck变换器占空比,实现风力发电系统和负载的阻抗准确、快速匹配。仿真实验波形表明,改进的最优梯度-爬山算法搜索最大功率点的时间仅为传统算法1/3,稳态时输出参数的波动减小了50%。控制系统具有良好的稳定性和控制精度。     

基于Matlab的小型风力发电系统仿真分析

在分析目前小型风力发电系统缺陷的基础上,建立了包括不可控桥式整流器和Buck变换器的系统Matlab仿真模型,计算得到了包括斩波器的特性、发电机在不同风速下的功率输出以及发电机输出功率和转速的对比仿真结果。     

变速恒频双馈风力发电功率控制技术研究

介绍了变速恒频双馈风力发电的基本原理与控制设计,建立包括风力机、双PWM功率变换器、双馈发电机在内的风力发电系统.着重以转子侧变换器为研究对象,分析了其实现最大风能追踪、有功功率、无功功率解耦的过程.并基于此过程推导数学关系式,建立功率外环、转子电流内环控制的定子磁链定向控制模型,并通过1.5MW双馈风力发电仿真模型验...     

大功率变速恒频双馈风力发电变流控制技术

介绍了变速恒频双馈风力发电的基本原理与控制设计,建立包括风力机、双脉宽调制(PWM)功率变换器、双馈发电机在内的风力发电系统.着重以转子侧变换器为研究对象,分析了其实现最大风能追踪,有功功率、无功功率解耦的过程.基于该过程推导数学关系式,建立功率外环、转子电流内环控制的定子磁链定向控制模型,并通过1.5 MW双馈风力发电仿真模型验证了该矢量控制方法在双馈风力发电系统的适用性.     

基于端口受控哈密顿系统模型的带恒功率负载的Buck变换器控制

采用端口受控哈密顿系统方法和无源性控制理论,建立带恒功率负载的Buck变换器的哈密顿模型,分析了Buck变换器控制系统平衡点的稳定性问题,并设计了控制器。仿真结果表明,通过对控制器参数的适当调整,控制系统可以获得较好的动态和稳态性能。     

峰值电流模式控制非理想Buck变换器系统建模

为提高开关变换器系统建模的精度,减少模型与实际电路之间的偏差,更好地指导系统芯片设计,基于能量守恒法和开关元件平均建模法,考虑各元件等效寄生参数及电感电流纹波等非理想因素的影响,加之输出电流波动对电路性能的影响,建立包含输出阻抗的非理想Buck变换器功率级小信号模型。在此基础上,对峰值电流模式控制非理想Buck变换器的控制环路进行了非理想参数建模,最终建立起整个峰值电流模式控制的非理想Buck变换器系统小信号模型。通过模型分析以及在Matlab中的仿真可以看出,所建模型直观、有效、实用,且物理意义清晰,能够更加准确地反映实际电路的工作情况。     

带储能的双馈风力发电系统控制策略

提出了一种将储能装置接入传统双馈风力发电系统背靠背变换器直流侧的新型双馈风力发电系统,通过对已有的背靠背变换器实施功率控制策略,可以有效地抑制风速随机化引起的风力发电系统并网点输出功率的波动。在分析系统构成及功能的基础上,提出了背靠背变换器相应的功率控制策略,并根据所建立的新型双馈风力发电系统的控制模型,在EMTDC/PSCAD仿真环境以及3kW双馈风力发电系统实验平台下进行了详细的研究和分析。研究结果表明,在风速波动的情况下该系统能够按照优化控制策略得到平滑的功率输出,实现风速的去随机化过程。     

基于Cuk变换器的光伏脉冲充电系统

分析了Buck变换器和Boost变换器在离网型光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)电路中的缺点,提出了一种基于Cuk变换器的蓄电池组脉冲充电电路,并分析了该电路的工作原理,整个系统采用PIC单片机进行控制.实验结果表明,该控制电路实现了对蓄电池的脉冲充电,与Buck变换器、Boost变换器相比,大大提高了整个系统的工...     

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。     

单电感双输出CCM Buck变换器输出交叉影响分析

以工作于电感电流连续导电模式(continuous conduction mode,CM)的单电感双输出(single-inductor dual-output,IDO)Buck变换器为研究对象,采用时间平均等效电路方法,给出SIDO CCM Buck变换器的直流电压增益及系统的输出/控制、交叉影响、耦合等传递函数。在此基础上,得到一种分析SIDO CCM Buck变换器交叉影响的功率级小信号模型。论文建立电压控制SIDO CCM Buck变换器的闭环小信号模型,分析变换器两路输出负载变化对两路输出支路的交叉影响。最后,通过仿真和实验结果验证理论分析的正确性。     

DC/DC变换器Buck电路建模分析与控制研究

首先运用状态空间法建立基于超级电容的双向DC/DC变换器Buck电路模式的数学模型,应用开关周期平均值以及欧拉公式对其进行分析,并引入小信号扰动,分离扰动并线性化后设计出Buck电路模型的控制方法—双闭环控制策略。最后搭建Simulink仿真以验证控制策略的有效性与正确性,其结果为超级电容的应用和研究提供参考。     

变负载无线充电系统的恒流充电技术

基于磁耦合共振原理,设计了一套采用平板磁心结构的变负载恒流充电无线电能传输系统。利用等效电路模型分析影响传输功率、系统效率和充电电流的主要因素。根据超级电容恒流充电过程中等效负载电阻动态变化规律,采用不同阻值的功率电阻模拟其充电特性。首先,分析二次侧Buck变换器对充电电流的调节作用,得到占空比与充电电流的关系,采用PI控制算法实现变负载的恒流充电;其次,通过理论分析和仿真实现磁耦合机构参数优化设计;最后,搭建系统实验平台对系统设计方法进行验证。在传输距离为15cm且负载电阻为0.5~5?时,实现29A的恒流充电。当负载电阻为3.2?时,系统效率和传输功率分别为87.7%和2.58k W。     

Application of Improved Bridgeless Power Factor Correction Based on One-cycle Control in Electric Vehicle Charging System

In view of high power factor and high efficiency requirements in electric vehicle charging systems, an improved bridgeless power factor correction based on one-cycle control in the pre-regulator is proposed in this article. First, the working principle of a boost power factor correction converter and a one-cycle control strategy are analyzed. Second, a simulation model is built by MATLAB/Simulink (The MathWorks, Natick, Massachusetts, USA), and an experimental plant is developed by electron devices. Finally, simulation and experiment results show that the power factor of the front-end circuit in charging system amounts to more than 0.99, and the total harmonic distortion of current is less than 4%. The efficiency is greatly improved, and pre-stabilized output voltage is achieved. The proposed topology can facilitate the design of the DC/DC circuit in the final stage.     

双级矩阵变换器直驱风力发电系统最大风能追踪

提出了一种双级矩阵变换器(two stage matrixconverter,TSMC)直驱风力发电系统最大风能追踪控制策略。基于爬山法,通过引入中间变量实现对系统捕获风能状态进行判断,在此基础上,提出基于集成控制的最大风能追踪(maximum power point tracking,MPPT)算法。在Matlab中建立了TSMC风电系统仿真模型。仿真结果表明:新的MPPT算法通过对风力发电系统逆变级无功功率分阶段性的控制,不仅具有较好的准确性和稳定性,而且加快了系统捕获最大风能的速度。     

带补偿网络的Buck变换器小信号模型

针对典型的Buck变换器,采用状态空间平均法建立了主电路的小信号模型,计算出降压开关电源功率级的主要传递函数,建立起适用于该系统的完整的框图.在此基础上,针对线性反馈控制的Buck变换器,讨论了传统线性反馈控制对开关电源性能的影响.最后,通过OrCAD的建模,分析并完成系统设计.     

基于PIC单片机带最大功率点跟踪的光伏蓄电池脉冲充电系统

分析了Buck电路和Boost电路在最大功率点跟踪电路中的缺点。针对离网型光伏发电系统,提出了一种基于PIC单片机控制带最大功率点跟踪的蓄电池脉冲充电电路。该拓扑结构中只含有一个储能元件,可降低变换器的体积和系统的损耗,从而提高光伏蓄电池的利用效率。试验结果表明,该系统达到了最大功率点跟踪功能和对蓄电池的脉冲充电。     

Buck型开关电源

Buck(降压)型变换器是现代电力电子技术中一种常用的电能变换方法,主要用于计算机、精密仪器、通讯系统等高性能DC - DC直流开环电源之中,它是现代电能变换中的一种重要方法.结合典型的Buck变换器,采用状态空间平均法建立了主电路的小信号模型.     

直驱永磁同步风力发电机的最佳风能跟踪控制

与双馈交流励磁风力发电系统相比,直驱永磁同步风力发电系统具有结构简单、发电效率及运行可靠性高等优点。文章采用双脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)变换器作为直驱永磁同步发电机的并网电路,根据风力机和发电机的运行特性提出了一种基于最佳功率给定的发电机最大风能跟踪控制策略。建立了基于双PWM变换器的直驱永磁同步风力发电实验系统,实验结果验证了所提出控制策略的正确性。该发电系统可实现最大风能跟踪控制、并网有功和无功功率独立控制以及变速恒频发电运行。     

基于超稀疏矩阵变换器的直驱风力发电系统控制研究

超稀疏矩阵变换器(Ultra-Sparse Matrix Converter, USMC)相较于双级矩阵变换器(Two-Stage Matrix Converter,TSMC)来说具有开关数量少、控制简单等优点,近年来引起广泛关注。常见的TSMC直驱风力发电系统中,其开关数量多且控制复杂,而采用USMC取代TSMC,则控制更加简单,且能量单向流通满足直驱风力发电系统的要求。针对这种情况,分析推导了USMC整流侧和逆变侧的SVPWM控制策略,给出其开关调制序列,并建立了USMC直驱风力发电系统各个部分的数学模型。最后利用Matlab/Simulink软件搭建了系统整体仿真模型。仿真结果验证了控制策略和模型的可行性,为USMC直驱风力发电系统的实现奠定了理论基础。