基于滞后补偿的PWM逆变器控制策略研究

分析了离散域下PWM逆变器的可控自由度与被控自由度的关系。通过新增控制器输出量作为逆变器的状态变量以构成滞后补偿环节,同时引入相应的反馈系数以增加系统的可控自由度,使得离散化后的逆变器系统满足"控制器可控自由度与系统被控自由度相等"的约束条件,阐明了该新增环节与控制系统滞后时间的关系,提出了基于增广状态变量的双环控制策略,并通过极点配置法获得了期望的动态特性。仿真和实验表明:所提控制策略能保证逆变器系统稳定可靠,并且具有良好的动态和静态特性。     

三相四线统一电能质量调节器的控制策略

针对电网输入电压的不平衡、非正弦及负载的不平衡、非线性特性，提出了一种基于三相静止坐标系下的三相四线统一电能质量调节器（UPQC）的协调控制策略。该策略将UPQC的串联变流器控制为基波正弦电流源，而并联变流器控制为基波正弦电压源，从而实现了三相四线UPQC对电能质量的综合控制能力，既改善了电网侧的电能质量问题，实现了电网输入电流的正弦及单位输入功率因数，也改善了负载侧的电能质量问题，实现了负载电压的平衡、额定及正弦。10 kVA系统实验装置的实验结果表明了该控制策略的有效性。     

一种基于Burst-PWM混合控制的LLC谐振变换器宽电压范围输出策略

LLC谐振变换器一般采用脉冲频率调节(PFM)方式控制输出电压,因此在最大开关频率受限的情况下输出电压范围同样会受到限制。该文提出一种基于突发控制-变占空比控制(Burst-PWM)的混合控制模式以实现LLC变换器的宽电压范围输出。首先分析Burst控制与PWM控制应用在LLC变换器中的特性及其不足之处。采用Burst-PWM混合控制时,PWM控制能够减小Burst开通(Burst-on)时段内谐振腔电流峰值,而Burst控制能够在Burst-on时段内为PWM控制下的开关管提供足够的零电压开通(ZVS)电流。这种方式能够保证变换器在宽电压范围内的特性和稳定性。然后采用状态空间轨迹法给出了谐振腔参数优化设计方法以及确定PWM控制下的最小占空比。最终实验证明了分析的正确性以及所述方法的有效性。     

计及谐波和死区影响的IPT系统时域建模与软开关特性分析

LCC-S补偿感应电能传输(IPT)系统的原边逆变桥输出电流包含丰富的谐波分量,采用传统的基波分析法进行分析会带来较大的误差。针对该问题,文中考虑谐波和死区的影响,将谐波含量少的线圈支路用基波模型近似表示,保留富含谐波的输入脉冲激励电压,在基波模型基础上建立简化的时域分析模型。基于该时域模型,对系统参数进行优化,实现开关管的零电压开关(ZVS)。最后,搭建了1 kW实验样机,实验结果验证了所提模型的准确性,系统在宽工作范围内实现了ZVS软开关,当输出功率100 W以上时系统效率均高于90%,且最高效率达到95.6%。     

组合混联式充电电源及其功率均分策略研究

为适应大容量和模块化充电电源发展的需求,提出一种基于串并混联结构的充电电源,它由4个改进的移相全桥电路模块构成。该充电电源采用先恒流后恒压的两段式充电方法,控制器则采用电流环和电压环并联切换的结构,同时引入一种外环控制加平均电流的功率均分策略,并根据频域分析法设计了均流和均压控制器。最后,设计了一套2并2串的实验样机。实验结果表明,采用该充电电路拓扑和控制策略,输出电流和电压的不均衡度均小于5%,很好地验证了分析及设计的正确性。     

弱电网下储能电池能量回馈系统自适应并网控制策略

随着充放储一体化电站的建设及推广应用,为提高电站运营经济性,可通过合理安排储能电池充放电时间实现对电网的削峰填谷作用.文中主要研究一体化电站中的储能电池能量回馈装置,重点关注其并网电流电能质量.弱电网下电网阻抗对系统有较大的影响,在分析弱电网特性的基础上,通过注入非特征频率谐波对电网阻抗进行检测,进一步引入一种自适应比例-积分-谐振控制策略,并给出控制器的设计方法及实现过程.最后,通过实验验证表明,该控制策略能有效降低能量回馈装置并网放电电流的总谐波畸变率,保证各次谐波含量满足相关标准要求.     

基于电力线通信的并联UPS逆变器的均流控制

在UPS逆变电源的无互联线并联运行中，下垂特性控制是一种较为有效的控制方案，但这种方案不可避免地会带来系统输出电压的稳态误差。文中提出了一种新的逆变器无互联线并联运行方案，即各并联逆变器通过低压交流输出母线，以电力线载波通信的方式交换彼此的信息，从而实现负载的有功和无功的均分。通过两台3 kVA的单相逆变器实验验证，实验结果表明了这种无互联线并联运行方案的有效性。     

考虑磁路耦合的三相逆变器稳定性分析方法

出于体积和成本考虑,三相逆变器中的三相电感和变压器普遍采用三磁柱结构。逆变器的三相之间因磁路产生耦合,使瞬态模型变得复杂。该文基于瞬时对称分量建立考虑磁路耦合的三相逆变器瞬态模型,提出考虑磁路耦合的分析方法,通过瞬时对称分量方程直接判断磁路耦合对三相逆变器稳定性的影响,并以带磁路耦合的三相组合式逆变器为例,详细讨论了该方法。推导过程及仿真、实验结果表明,所提出方法简洁方便,适合于具有磁路耦合的三相逆变器的稳定性判断。     

基于实值MUSIC算法的电力谐波分析方法

现代谱估计方法逐渐被应用于电力谐波及间谐波的超分辨率检测与分析,其中的多重信号分类方法(MUSIC)算法最具代表性.然而,常规谱MUSIC算法在分析电力谐波时必须将实值信号转换为复频率信号,因而计算复杂度较高;此外,其伪频谱的峰值搜索过程也存在着类似栅栏效应,导致其频率分析精度有限.为了改善谱MUSIC算法对电力谐波的分析精度,本文基于子空间分析理论提出了针对实值周期信号的谱MUSIC频率检测方法,推导并给出了其伪谱函数的表达式.在此基础上,还利用Newton-Raphson算法对伪谱峰值进行迭代求精,进一步提高了谐波频率的估计精度.仿真结果表明:实值MUSIC伪谱更能有效区分真实谐波谱峰与噪声伪峰,同时本文方法的计算复杂度远远低于原有复值谱MUSIC算法,而频率估计精度与求根MUSIC算法接近,非常有利于电力谐波参数的准确获取.     

模块化UPS并联的新型数字均流控制技术

为实现并联UPS系统中负载电流的均分和环流的抑制,阐述了一种应用于模块化UPS并联系统的数字化控制均流技术。给出了并联系统的结构;通过分析并联系统环流、功率调节特性、并联系统数字功率检测技术,得到一种新型的功率检测方法;检测和分析并联系统的瞬时平均电流和各个UPS模块输出电流,再反馈调节分别控制输出电压幅值和相位以实现其均流控制。实验证明该环流抑制控制策略可获得良好的并联均流特性,方案简洁、实用。