应用于级联STATCOM的高精度低成本全FPGA实时仿真模型研究

针对级联静止无功补偿器(STATCOM),提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高精度低成本实时仿真模型。为减小步长,提高仿真精度,提出一种改进开关函数法,将仿真模型分为非线性开关部分和线性电路部分,简化仿真模型,减少仿真计算量。通过计算开关网络外电路电压及比较逻辑得到端口电压,实现H桥死区模式下的仿真,提高模型仿真的精度与实用性。通过实时检测H桥状态,确保二极管单向导电,保证仿真正确性。为了兼顾硬件资源消耗和仿真计算速度,在设计实现上采用串并行结合,以及深度流水线技术。每相12个级联H桥STATCOM实时仿真模型只需一片Cyclone IV EP4CE115即可实现,仿真步长可达到0.85?s。Simulink/PSIM仿真和实际功率电路实验结果均验证了所提出的实时仿真的有效性。     

IGBT串联动态均压特性分析与控制

多个IGBT直接串联工作是实现高压功率变换的有效途径之一,而串联IGBT之间的动态均压是实现其安全可靠工作的关键。基于对场截止型绝缘栅双极型晶体管(FS-IGBT)串联工作特性的实验测试与分析,发现其关断时刻差异与关断过程不均压程度的关系规律,并提出一种能反应串联IGBT特性并且可以通过实时调节各IGBT关断延时(或超前)时间而实现动态均压的控制策略,该时间调节量由两段式调节算法生成,即在不均压程度较大时采用比例-二次方算法,实现均压快速性;在不均压程度较小时采用比例算法,实现均压稳定性。并将每个IGBT的延时调节量递推引入其相邻的下一个IGBT的延时形成单元,进一步优化均压调节速度。实验验证了所提出的动态均压控制方法的可行性和有效性。     

模块化光伏直流并网系统分布式自主控制策略

提出了模块化光伏直流并网系统分布式自主控制策略。通过将各模块输出电压信息叠加到输入侧母线电压基准中,不仅实现了输入侧母线电压的无主从调节,而且自动实现了各模块输出电压的均衡控制。所提出的控制策略无需通信或中央控制器,实现了串并联模块化光伏直流并网系统的完全分布式自主控制,且能实现故障模块和替换模块的热插拔,具有控制简单、易于实现、可靠性高等优点,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

一种基于非同步采样的FFT算法

在非同步采样中由FFF引入的频谱泄漏在谐波测量中会造成很大误差。以往采用加窗和插值的方法来处理这样的问题，但是，为了更精确地计算谐波，这些技术必须要延长数据采样长度来抑制谐波间的相互干扰。文中在详细分析了频谱泄漏机理的基础上，导出了信号的实际频谱和泄漏频谱之间的简明关系。该方法能用相对比较短的采样长度从FFF计算的泄漏频谱中获得真实频谱，并不需要考虑频谱泄漏和谐波间的相互干扰。仿真表明该算法比FFF精度更高，可很好地恢复出信号的真实频谱。     

基于粒子群优化的PID伺服控制器设计

针对耦合和非线性永磁同步电机（PMSM）控制器优化设计的难题,提出了基于粒子群优化（PSO）算法的比例、积分和微分(PID)控制器的优化设计方法.结合PSO的基本原理和PMSM伺服系统的控制策略,给出了优化PID控制器设计的步骤.考虑到综合评价系统的各项性能指标,在优化过程中引入了新的模糊汉明距离的评价策略.同时对遗传算法（GA）和PSO算法优化结果进行对比研究.仿真和实验结果表明,该方法能搜寻到最优或次最优的参数空间,并能取得比GA更好的空间解.优化得到的PID控制器速度响应快、超调量小,有效地提高了伺服系统的动态性能.     

一种基于方波注入的星形级联静止同步补偿器的负序电流补偿策略

星形级联H桥静止同步补偿器（SCHBSTATCOM）补偿负序电流时会产生三相不平衡有功功率,造成相间直流电压不均衡。为了实现相间直流电压均衡,通常需注入零序电压以重新分配三相有功功率。然而,传统的零序电压注入算法普遍基于有功功率的代数模型,方程组求解复杂且无法直观地表明零序电压的产生机理。此外,零序电压的注入将极大地增加STATCOM的输出电压,限制了负序电流的补偿范围。该文借助几何分析方法,构造零序电压相量在三相电流方向上的投影三角形,推导零序电压相量与该三角形外心的几何关系,揭示零序电压的产生机理,从而提出一种新的零序电压计算方法。在此基础上,进一步将零序电压以方波形式注入,提高了STATCOM的直流电压利用率,从而拓宽了负序电流补偿范围。最后,分别在SCHB STATCOM结构10kV/±1Mvar仿真和400V/±7.5kvar实验平台验证该文提出的零序电压注入算法的可行性。     

电子陶瓷用钛酸钡喷雾造粒料的形态观测研究

运用体视显微镜和金相显微镜对典型的电容器用钛酸钡陶瓷的雾造粒料进行了形貌观测和粒度测量。结果表明造粒料颗粒大部分近圆,有利于成型,但也存在明显的粘结、炸裂现象,粒径按照正态分布。显微镜观测具有随机性,但可以同时观测粒度和形貌,是一种简单可行的陶瓷造粒料观测方法。     

降低露天台阶爆破大块率的实践

对银山铅锌矿露天台阶爆破大块产生的原因进行了分析,通过优化穿孔爆破参数等技术措施,使生产中爆破大块率得到大幅度降低。     

逆变器多层控制无线并联技术

研究逆变器无互联线冗余并联系统,针对传统无互联线下垂控制的不足,借鉴电力系统中应用于功率调度的分层控制方法,提出多层控制方法。第1层为改进的PQ下垂算法,对系统的频率及初始相位同时进行调节,以兼顾提高系统的动态和稳态性能;第2层控制检测系统交流母线电压的频率及幅值,以补偿下垂控制损害的负载调整率;第3层控制检测交流母线电压相位,实施直接同步调节,减小投入并联瞬间的冲击并避免动态相位失步。详细分析控制原理及各层控制之间的关系协调,并给出采用常规数字信号处理器的实现方法。由2台三相逆变器组成的并联系统的实验结果表明,多层控制无线并联方法实现了逆变器并联系统运行的稳定性和可靠性,具有好的动态和稳态性能。     

单相半桥三电平并网逆变器中点电压不平衡机理及其均压控制策略

针对半桥逆变器的中点电位不平衡问题,以电流控制型三电平半桥并网逆变器的闭环模型为研究对象,给出半桥逆变器中点电位不平衡机理,根据已有文献分析的电感电流初始角度不可控和PI控制器对于交流量存在调节静差相结合,理论推导得到调制波存在直流分量,最终导致输入电容中点电位不平衡。分别从控制电感电流初始角度和选择合适电流调节器的角度出发,提出两种半桥逆变器输入电容中点电位平衡的控制方法:①采用PI调节器,近似控制电感电流初始角度θL0=90°并反馈电感电流直流分量进行补偿均压控制;②采用准PR控制器替代PI控制器作为闭环控制器,消除调制波的直流偏置。仿真和实验结果表明,提出的两种均压控制方法可实现中点电位的平衡,且无需增加硬件成本。