电力电子电路拓扑向量的寻求

电力电子电路的拓扑向量可用来实现电路的拓扑辨识和故障诊断。为了减少监测变量的多样性,该文分别从单独监测电流变量或电压变量的角度来求取电力电子电路的拓扑向量。在电路中同流拓扑子集为空集的前提下,可以利用回路电流法来估计电路的电流特征矩阵,从而实现电流拓扑向量的求取;在电路中同压拓扑子集为空集的前提下,可以利用节点电压法来估计电路的电压特征矩阵,从而实现电压拓扑向量的求取。这些方法为电力电子电路拓扑辨识和故障诊断提供了理论基础。     

基于BPNN的电力电子电路参数性故障诊断方法

提出了一种基于BP神经网络的电力电子电路参数性故障的在线诊断方法.通过研究电路中关键元器件的失效机理及电路整体性能的退化规律,选择输出电压基准变化率作为电路的故障特征参数,并确定故障阈值;利用BPNN对元器件参数及电路工作参数进行辨识,依据辨识结果获取电路故障特征参数,并将其与故障阈值比较,实现在线故障诊断.对典型Bo...     

基于量子粒子群算法的混杂系统参数辨识

针对电力电子电路的混杂系统模型的参数辨识问题,提出运用量子粒子群算法(QPSO)对电力电子电路中元器件的参数进行辨识,相对于传统的参数辨识,该方法能更加精确的辨识元器件.先测试函数证明算法的辨识性能,然后以非理想Boost电路为例,求解得到电路中所有关键元器件的特征参数值,在仿真中与基本算法和遗传算法(GA)比较,最后通过物理实验证明该算法的有效性,可用于器件参数性故障的趋势判断,对混杂系统寿命预测的发展有着非常重要的意义.     

基于LS-SVM的电力电子电路故障预测方法

针对现有电力电子电路故障预测技术的不足,提出将电路特征性能参数和最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)预测算法结合,对电力电子电路进行故障预测.以Buck电路为例,选择电路输出电压作为监测信号,提取输出电压平均值及纹波值作为电路特征性能参数,并利用L...     

电解电容器特征参数提取方法研究

研究电解电容器特征参数提取技术,提出了一种基于有限差分法与遗传算法的电解电容器特征参数提取方法,该方法可通过设置监测信号求得电解电容器特征参数值。以Buck Boost电路为例,建立了电路模型,选择电感流经电流和电路输出电压作为监测信号,利用有限差分法对监测信号进行初步处理,然后结合遗传算法对电解电容器特征参数进行提取。实验结果表明,新方法能够有效实现电解电容器特征参数的提取。     

基于Debye模型分析变压器油纸绝缘频域介电谱特性研究

变压器的油纸绝缘系统可等效为Debye电路模型来模拟其复杂极化过程。基于Debye模型等值电路参数与油纸绝缘的频域介电特征量的关系式,利用测量的频域介电特征量建立辨识Debye等值电路参数的优化模型,通过粒子群优化算法辨识出Debye电路模型中的参数值。利用辨识出的电路参数值计算油纸绝缘系统的介质损耗值,并与测量值比较,其绝对误差在8%以内。研究结果表明,提出的辨识电路参数的方法能有效用于分析油纸绝缘的极化特性,为利用频域介电谱诊断变压器油纸绝缘状态提供新的研究思路。     

基于HS-PF的电力电子电路故障预测方法

提出了一种基于混杂系统建模和粒子滤波预测算法的电力电子电路故障预测方法。针对电力电子电路混杂特性,建立了描述电力电子电路故障变化的状态空间模型,同时采用粒子滤波预测算法,通过粒子迭代估计当前时刻系统状态和缓变参数的变化趋势。通过分析BUCK电路的工作状态,阐述了选择输出纹波电压作为电路故障判据的理由。仿真实验证明了本文方法的有效性。     

兼顾电感电流连续导通和断续运行模式的DC/DC电路建模和参数辨识

电力电子电路作为开关型功率变换器，其离散事件与连续时间动态特性相互作用，使其呈现混杂系统的动态特征。给出电力电子电路基于混杂系统的统一模型，并在此模型的基础上提出一种能应用于故障诊断的参数辨识法。建立Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、反激式直流变换、正激式直流变换等6种 DC/DC电路的混杂系统模型，并且上述模型兼顾了电感电流运行在连续导通模式（CCM）和断续导通模式（DCM）。基于上述模型，以Buck电路为例，给出应用最小二乘算法对该模型的参数进行辨识的方法。通过 Buck电路的滤波电感、滤波电容和电容 ESR的辨识实验验证了这一方法的有效性。     

基于混杂系统模型的DC/DC电力电子电路参数辨识

基于混杂系统理论构建了电力电子电路的混杂系统模型，并基于该模型提出了电力电子电路参数辨识的一种方法，可应用于故障趋势判断和预知维护。文中给出了6种DC/CC电路的混杂系统模型，并以Buck电路的滤波电感、滤波电容及其等效串联电阻的参数辨识为例，通过实验验证了这一方法的有效性。     

电力电子变换器主电路拓扑辨识型

针对电力电子主电路拓扑辨识这一目标，提出了两种辨识方法。首先，利用开关支路电流变量为零或非零的信息可确定开关通断状态这一基本原理，通过检测一组拓扑线性无关的开关支路电流变量，可以实现电力电子电路的拓扑辨识。另一方面，基于电路的拓扑向量在不同电路拓扑中变化规律各不相同的基本事实，通过对最简拓扑向量的选取、验算及监测，可依据较少的检测量而实现电力电子电路的拓扑辨识。这两种方×法分别适用于复杂或简单的电力电子电路。     

几何参数法在小型风力发电系统中的应用

为实现较大风速变化范围内的功率控制,提出了将Buck变换器应用于小型风力发电系统的结构。采用几何参数法(K-G法)设计了Buck变换器的电感,并基于PWM开关模型建立了Buck变换器的小信号交流模型。在Matlab环境下分别建立了Buck变换器的电路仿真模型和传递函数的仿真模型,并利用该模型构建了以蓄电池和电阻为负载的风力发电系统模型。对Buck变换器的实验研究和对蓄电池充电的仿真研究结果表明,Buck变换器能满足风力发电系统功率控制的要求。     

功率变换电路电解电容器故障预测方法研究

本文对功率变换电路中电解电容故障预测方法进行了研究,提出了一种基于快速傅立叶变换(FFT)与最小二乘支持向量机(LS-SVM)相结合的故障预测方法。通过对电解电容失效机理进行研究,建立其等效电路故障模型,并选择等效串联电阻(ESR)作为寿命特征参数、输出纹波电压和电容电流作为监测信号;通过FFT对监测信号进行频域分析,计算ESR;利用LS-SVM对ESR回归建模、预测。将提出的方法应用于Buck电路,对电解电容的故障进行预测。实验结果表明,该方法可以准确的对电解电容故障进行预测。     

高频Buck变换器输出电压纹波理论分析与实验测量

Buck变换器广泛用于服务器供电电源等场合。提高开关频率可降低变换器体积,但寄生参数对输出电压纹波的影响不可忽略,本文针对此现象展开研究。首先根据Buck变换器高频等效电路模型,求解输出电压数学表达式,推导输出电压纹波变化规律及相应的判定条件,提出输出电容支路上寄生参数影响输出电压纹波大小的结论。通过设计高频同步Buck变换器实验方案,并选用高带宽的测试设备和最小测试环路,实现了对高频电压纹波正确的实验测量,验证了理论分析的正确性。该研究为Buck变换器的电路设计提供理论依据,并为高频实验测量提供相关经验。     

新型NMVS无源无损缓冲电路的参数设计与实验

随着电力电子器件高频化的发展,无源无损缓冲电路由于使用元器件少,结构简单,控制方便而得到广泛关注.这里设计了一种新型的非最小电压应力(NMVS)无源无损缓冲电路,分析了电路的工作原理,阐述了各阶段的工作情况,设计了电路的参数,并基于Buck电路搭建了一个1 kW的NMVS无源无损缓冲电路进行了实验研究.实验结果表明,N...     

Instantaneous value control of current vector of energy transfer circuit with inductor converter bridges between superconducting magnets

Energy transfer circuits of inductor converter circuits (ICB), used for power supplies for superconducting magnets, are studied. Analytical solutions of steady-state characteristics of ICB energy transfer circuits are analyzed. On the basis of these solutions, a discussion is presented regarding a new control method of ICB transfer circuit to reduce a voltage ripple across a load superconducting magnet. This paper will propose a new control for line-commutated converters of ICB energy transfer circuit for quick changes in a transfer angle and a transfer frequency for the voltage ripple reduction control. Speeding-up of the proposed controls is also discussed. Validity of the proposed controls is confirmed by computer simulations.     

一种单相降压型PFC电路及其非线性控制

以Buck为基础的单相功率因数校正(power factor correction,PFC)电路,器件电压应力小,输入、输出电流控制能力强;但输入电流存在固有死区,造成输入电流畸变。提出一种双电路模式的单相降压型PFC电路,通过加入1个辅助开关和1个二极管,在传统Buck PFC变换器的输入电流死区时间段,使电路工作于Buck-Boost模式,消除电流死区。对于Buck与Buck-Boost之间的切换控制问题,基于单周期控制,推导出一种非线性控制策略,不同工作模式具有相同的电流控制律,消除了模式切换造成的电流畸变,从而实现单位功率因数。设计了1台开关频率为50 k Hz、输出为100 V/1 A的实验样机,在175~265 V输入电压范围内,输入电流保持较低的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)。电路实现2个开关管共地,驱动电路设计简单;且不同电路模式采用相同的电流控制律,简化了控制,有利于实际的工程应用。     

一起风电场高频振荡事故的原因和解决方法分析

基于广西木格风电场高频振荡时的电气参数以及风机网侧变频器的控制原理,建立了风机网侧变频器的传递函数模型。通过网侧变频器传递函数模型和其诺顿等效电路的对比分析,求出了网侧变频器等效阻抗的频域表达式。通过伯德图对网侧变频器等效阻抗和电网阻抗的幅频特性、相频特性进行分析,得出了高频振荡事故的原因是在特定频率下网侧变频器等效阻抗和电网阻抗形成了谐振。然后提出了通过修改前馈电压系数来改变网侧变频器等效阻抗的幅频、相频特性,从而解决高频振荡问题的方案。对修改前馈电压系数后的风机并网系统传递函数模型进行分析,求出了其开环传递函数。用伯德图进行分析证明了修改后系统的稳定裕度明显增加。木格风电场采取此措施后在各种工况下验证,均能够正常运行,证明了所提解决方案的有效性。