单极性弱倍频SPWM逆变器控制技术

单极性倍频正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)驱动波半周内的矩形脉冲数为偶数(倍数)。该驱动方法在输出电压波形对应基波电压峰值的部分有一个最小的关断脉冲,当系统高功率因数时,会产生很大的损耗。针对这一问题,考虑取消在输出电压波形对应基波电压峰值处的最小关断脉冲,使驱动波半周内的矩形脉冲数为奇数,形成单极性弱倍频SPWM控制的新方法。根据现有的SPWM控制方法,建立了逆变器仿真模型,分析了单极性弱倍频控制下逆变器输出电压的谐波含量和开关器件的损耗。在理论和仿真分析的基础上搭建了硬件平台,实验验证该方法相比单极性倍频SPWM在保持谐波总含量基本不变的情况下,降低了开关损耗。实验的结果表明在新的控制方式下逆变器效率提升1.6%~2.0%。     

基于重复控制器的逆变器并联环流抑制方法研究

逆变器并联后可靠运行的关键技术在于环流抑制,本研究针对在电力电子装备大规模接入电网时,往往会产生零序环流并导致系统不平衡等问题,提出了一种基于重复控制器的逆变器控制方法。首先分析了光伏逆变器并联模型,讨论了逆变器并联环流的产生机理。根据系统的相量分析得到了并联逆变器间的环流与零序电压差的关系式。然后通过重复控制以保证输出波形的精确跟踪,根据重复控制器能够有效矫正周期性畸变的输出电压波形的工作特性,实现了抑制系统环流的目标。最后通过Matlab、Simulink仿真实验验证,表明该控制方法能有效减小逆变器零序电流,从而抑制系统环流。     

一种PWM控制的高频DC／AC逆变器的仿真模型

详细介绍了用MATLAB SIMULINK软件包建立一种基于PWM控制高频DC／AC逆变器的仿真模型,采用单极性移相SPWM控制策略,给出了主要的仿真波形。仿真结果表明,采用单极性移相SPWM控制策略的高频脉冲DC／AC逆变器是可行的。     

基于MATLAB的SPWM控制高频环节逆变器仿真研究

详细介绍了用MATLAB SIMULINK软件包建立一种基于PWM控制高频DC/AC逆变器的仿真模型,采用单极性移相SPWM控制策略,给出了主要的仿真波形.仿真结果表明,采用单极性移相SPWM控制策略的高频脉冲DC/AC逆变器是可行的.     

单极性SPWM调制方式下逆变器效率对比

全桥逆变器的单极性SPWM调制方式有单臂斩波、带同臂互补的单臂斩波、双臂斩波、带同臂互补的双臂斩波4种方式。通过分析逆变器的损耗组成,对比研究了4种调制方式下逆变器在开关次数、开关软硬动作状态和导通状态方面的异同,理论计算了采用不同调制方式时损耗的变化,分析得到:在小功率状态下加入同臂互补以后,开关损耗不变,导通损耗减少,此时,利用加入同臂互补斩波驱动的逆变器效率更高。最后搭建了实验平台,通过实验结果对比验证了理论分析的正确性。     

基于耦合电感并联逆变器的PMSM矢量控制

当两个或多个逆变器并联运行时,由于功率器件、杂散电感、冷却条件等条件不同,负载电流不能平均分配到各逆变器且逆变器间会产生环流.针对上述问题,提出通过耦合电感将逆变器并联,使用统一调制波并且对载波移相提出合理的移相策略.分析表明均流电感耦合可减小体积重量,使组合逆变器可输出中间电平;载波移相使两逆变器交错工作,在不提高器件开关频率的前提下提高了输出的斩波频率,可有效改善电机的电流波形;以统一调制波与载波进行运算发波,保证不同逆变器输出电压相等,有效消除逆变器间的环流.搭建了基于耦合电感的载波移相电机驱动器实验平台,证明了上述策略的可行性与有效性.     

三相逆变器并联系统中环流抑制的研究

在三相逆变器并联系统中,由于环流的产生,使用传统PI控制具有一定的局限性。将模糊控制与PI控制相结合,通过模糊控制对PI控制器参数进行在线整定,并针对环流问题,增加了环流抑制环节。最后在MATLAB/Simulink仿真环境中搭建了2台三相逆变器并联系统,对无控制、传统PI控制和改进模糊PI控制的控制效果进行对比分析。仿真结果表明,所提控制方法对于逆变器并联系统中产生的环流有很好的抑制效果。     

单极性SPWM的两种控制方法与过零点输出特性比较

对于采用SPWM的逆变器，其中单极性逆变方式仅用到一对高频开关，相对于双极性逆变具有损耗低、电磁干扰少等优点。分别介绍了单极性逆变中的单边与双边SPWM的产生方法以及各自的控制方法，分析了这两种控制方法在正弦波电压过零点附近的振荡情况，经过仿真与电路试验证明了双边SPWM方式性能更为优越。     

单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究

高频脉冲交流环节逆变器电路结构由高频逆变器、高频变压器、周波变换器构成。在不增加电路拓扑复杂性的前提下，如何解决高频脉冲交流环节逆变器固有的电压过冲现象和实现周波变换器的软换流，是这类逆变器的研究重点。单极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器能够将输入直流电压先调制成双极性三态的电压波，然后再解调成单极性SPWM波，经输出滤波后得到正弦电压。周波变换器功率开关是在前极输出的双极性三态的电压波为零期间进行开关转换，从而实现了ZVS换流。该文深入分析研究了高频脉冲交流环节逆变器稳态原理特性与单极性移相控制策略。采用状态空间平均法建立了逆变器平均模型，获得了输出电压、滤波电感电流、共同导通时间、单极性SPWM波占空比等关键电路参数的设计准则和逆变器的外特性曲线。设计并研制了1kVA 270VDC/115V400HzAC原理样机，试验结果证实了理论分析的正确性。这类逆变器具有电路拓扑简洁、两级功率变换(DC/HFAC/LFAC)、双向功率流、周波变换器实现了ZVS换流、单极性SPWM波、输出电压波形质量高、负载能力强等优点，包括全桥全波式、全桥桥式两种电路，前者适用于低压输出逆变场合，后者适用于高压输出逆变场合。     

单相光伏并网逆变器群控供电系统的建模与控制

分析了光伏并网逆变器群控系统中环流产生的机理,并导出了影响环流数值的因素。通过进一步分析找出逆变器输出的功率与环流之间的关系。在单台并网逆变器控制方法之上,设计出并网逆变器群控系统的环流抑制的方法,并对环流抑制方法的稳定性作了进一步分析。最后给出了并联控制系统仿真输出电流波形以及样机实验波形,并对理论分析、仿真波形以及实验结果进行比较。从仿真波形以及实验结果来看,所采取的控制措施是完全正确的。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

电解铝整流系统建模与稳流协调控制策略

介绍了大功率直流电解铝供电系统结构,建立了包括电解槽负载模型、饱和电抗器（ＳＲ）模型以及有载调压变压器（OLTC）的整流系统模型,提出了稳流协调控制策略：OLTC可对系列电流进行离散性的粗调,SR可在一定范围内实现对系列电流的连续性微调,两者结合能有效地解决机组投入与退出、阳极效应发生等大扰动下的稳流精确控制问题。基于电磁暂态分析软件包（ＥＭＴＤＣ）搭建了6机组整流系统,对网侧电压波动、负荷波动等工况进行了仿真分析,仿真结果表明：所提协调控制策略能保持直流系统处于最佳的运行状态,可实现电解铝生产过程中电流的平稳。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算

扩展卡尔曼滤波法(EKF)被认为是一种精度较高的电动汽车动力电池荷电状态(SOC)估算法,但是观测方程误差会对SOC估算结果带来影响。对EKF滤波过程进行改进,根据观测方程的误差对原EKF滤波过程增设动态卡尔曼增益修正系数,提出基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算法。仿真结果表明EKF法可以有效克服SOC初始值不准确所造成的估算误差,动态卡尔曼增益修正系数可以进一步减小由于观测方程误差造成的SOC估算误差,使估算误差保持在5%之内。     

多ARM协同架构的智能合并单元设计

为降低合并单元设备成本、增强其智能化和通用化特性,利用多ARM（高级精简指令集处理器）并行处理的优势来构建智能合并单元。采用灵活的模块化方式来进行总体架构的设计,通过光纤接口方式与其他智能电子设备建立基于快速以太网的双向通信,遵循IEC 61850通信标准进行采样值报文和GOOSE报文的高速网络化传输。结合数据处理和报文传输的要求,详细阐述了采样控制和开入开出控制等核心部分的软件处理流程。采样值及GOOSE传输等相关测试结果表明,该智能合并单元工作可靠而稳定,可满足智能变电站中合并单元在实时性强、可靠性高、通信流量大等方面的要求。     

East China Market in Dire Need of Three Major Breakthroughs

Since started as a pilot project of regional power marketin June, 2003, East China power market has been actively andsteadily progressing, and has promulgated in succession amarket establishing program, market operating rules andspecifications for the functions of technical support systems.The technical support systems have been built up by stagesincluding the master station system in East China region and     

12th International Conference on Electronic Measurement & Instruments(ICEMI'2015)

正Qingdao,China 7.16-19,2015 The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world's premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products