电压型PWM串级调速系统控制策略的研究

针对传统串级调速系统谐波污染严重、功率因数低等固有的缺点,设计了基于PWM逆变器的电压型串级调速系统.对dq坐标系下PWM逆变器的数学模型进行详细推导.为消除系统的耦合性和非线性选用精确线性化解耦附加变结构的控制策略,并对控制规律的构建过程加以推导.加上斩波电路的IGBT选用的转速电流双闭环PI控制,得到系统的控制图.最后利用MATLAB对控制策略的有效性进行仿真,结果表明系统不仅能够实现平滑无极调速,而且提高了功率因数、滤除了谐波、节约了能源.     

基于组串逆变器的渔光互补光伏电站设计方案

本文针对渔光互补并网光伏电站的特点,主要在光伏并网逆变器选择和通讯方式方面对传统光伏电站的光伏发电部分进行设计改造和升级,提出了基于组串式逆变器的设计方案,并进行了投资成本分析。指出基于组串式逆变器的设计方案具有良好的技术经济价值,值得推广。     

60°坐标系下三电平逆变器SVPWM控制策略研究

为解决二极管箝位型三电平逆变器直角坐标系下SVPWM算法复杂、计算量大的问题,本文采用60°坐标系对控制算法进行了改进。建立g-h坐标系,分析了参考矢量与空间坐标的关系,提出了参考电压矢量标幺变换的算法,简化了判断扇区方法,计算第Ⅰ扇区电压矢量的作用时间;建立了系统旋转模型,将其他扇区电压矢量对应到第Ⅰ扇区,直接读取矢量作用时间,简化了运算流程,避免了进行大量的三角函数运算。Matlab仿真和实验结果验证了本方法的可行性。     

引入功率微分项的并网下垂控制逆变器小信号建模与分析

针对经典的电压-频率下垂控制系统受扰易产生振荡的问题,提出了加入功率微分项的下垂控制方法。建立了经典下垂控制与所提加功率微分项的下垂控制的并网逆变器完整的小信号模型。分析了下垂系数与功率微分系数对系统特征根分布的影响,得到了加入功率微分项后系统低频域特征根阻尼比增加、可有效抑制扰动带来的振荡的结论;分析了各参数变化对系统稳定性的影响,为系统参数设计与性能分析提供了理论依据。最后通过MATLAB/Simulink建立模型,在同样初始状态下系统取不同参数以及不同控制策略时,系统受扰的响应与理论分析一致,验证了建模与理论分析的正确性。     

基于模态分析的风电场并网谐波谐振研究

针对风电场并网时易发生的谐波谐振问题,采用模态分析法对风电场并网系统的节点导纳矩阵进行解耦处理,并通过特征值分解确定其谐振频率、谐振中心等相关信息。首先建立并网LCL逆变器等效诺顿模型和电网等效模型,基于已建立模型,采用模态分析法分析风电场并网谐振现象并给出各节点谐振参与因子、谐振中心等谐振信息。基于仿真平台PSCAD按照某99 MW风电场参数搭建实例仿真模型,在验证模态分析法可行性的同时,深入研究随着风电场集电线路长度和风机并网台数改变时的并网谐振各节点参与因子与谐振中心的变化规律。     

微电网弱约束容性等效输出阻抗逆变器控制方法

绝大多数逆变器在低频时为感性输出阻抗。提出一种结合电感-电容-电感（LCCL）滤波器配置、采样电流选取以及虚拟阻抗控制器设计的控制策略,其为逆变微源等效输出阻抗建模提供一个可控自由度,使逆变器等效输出阻抗为容性阻抗。针对所提的LCCL滤波器,选取裂解点电流为采样电流,能够有效降低电流控制系统的阶次。同时,通过对LCCL滤波器电感、电容的配置,获得合理的虚拟阻抗控制器,使得逆变器的等效输出阻抗为纯容性。最后,对比仿真实验验证了所提控制方案的有效性。     

多相并联的15 kW无线电能传输系统

设计了一种耦合电感的循环级联方法来实现多相逆变之间的电流平衡,并分析了耦合电感参数对系统性能的影响;对多相并联下系统主要的功率损耗进行了分析,以解释在大输出电流条件下多相系统具有较低损耗的原因,开发了6相D类半桥逆变并联的原型机对系统性能进行验证。实验表明该方法能够将相间电流不平衡控制在较好的范围之内。使用2个外边长90 cm×70 cm的4圈的平面矩形螺旋线圈,在距离20 cm时进行无线电能传输。当接收端整流桥后的6.87Ω负载上获得15 k W的功率时,测得发送端直流输入到接收端直流负载的DC-DC效率为94.7%。     

电网电压不平衡下光伏并网逆变器的同步技术

为了保证光伏并网逆变器在电网电压不平衡下可靠地向电网输送功率,需要提高逆变器的同步跟踪能力及动态响应性能。提出一种基于比例积分简化型谐振调节器的锁频环(PISR-FLL)技术。PISR-FLL具有高增益带宽及频率自适应特点,能够从不平衡电网电压中准确快速地估算出基波频率正、负序分量。改进的锁频环(FLL)通过增益系数线性化后不但可以保证频率自适应调节,控制结构也变得简单,易于数字实现。仿真和实验结果表明该PISR-FLL技术精度高,动态性能优越,可以满足不平衡电网条件下电网信号同步跟踪要求。     

一种新型的正弦锁定器

为了获得稳定的零误差同时消除对专门滤波系统的设计采用了一种新型的正弦锁定技术。基于同步逆变器的控制思想,构造了有功-频率调节环、参考频率调节环、无功励磁调节环三个闭环控制回路,实现了对输入信号幅值、频率及其相位的精确同步。通过Matlab/Simulink仿真分析可知,正弦锁定技术能实现稳定的零误差输出,具有快速的动态响应性能,且能实时有效地跟踪系统频率的大范围变化,验证了理论分析的可行性。     

基于小波包能量谱和ELM的光伏逆变器多故障在线诊断

以三电平光伏逆变器为研究对象,提出一种多故障模式快速诊断新方法。首先,利用小波包分解提取出三电平逆变器的桥臂电压和上、下管电压信号的能量谱特征向量,并利用主成分分析降维后获取故障特征向量;然后,基于极端学习机诊断模型分离出单器件及多器件开路等多种故障模式。实验结果表明,相比于传统BP神经网络、最小二乘支持向量机故障诊断方法,该方法检测信号易获取,抗干扰性强,诊断速度快、精度高,减小了诊断成本和复杂性,适用于在线诊断。