三相四桥臂并网逆变器的无差拍重复控制

为提高三相四桥臂并网逆变器的动、静态特性,采用改进无差拍控制内置重复控制器的复合控制方法对并网电流进行控制。无差拍电流控制能够快速准确地跟踪给定信号,基于内模原理的重复控制通过在基频及其整数倍频处提供高增益可快速消除每一周期的稳态误差。根据电压型三相四桥臂并网逆变器的数学模型,推导了无差拍控制算法,并分析了无差拍控制中的控制延时对系统稳定性的影响;内置的重复控制器能改善无差拍控制对电感参数敏感的缺陷并降低算法对模型精确度的依赖,从而消除周期性稳态误差,通过对模型传递函数的分析,得到重复控制器的最佳补偿拍数。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能实现对参考电流的快速准确跟踪。     

强耦合条件下非接触滑环工作特性分析与控制

非接触滑环系统中旋转变压器工作气隙一般小于10 mm,耦合系数一般大于0.5,属于强耦合条件。在此工作条件下,非接触滑环系统对耦合系数变化敏感度较小,但变换器中谐波含量较大,导致基波近似分析方法误差增加。为此,文中推导出串/串补偿时非接触谐振变换器原、副边电流精确的表达式。此外,为消除3次谐波,采用无中线的三相星形结构。建立了三相系统的数学模型,研究了三相系统的控制策略,并指出采用不对称控制方式调宽时,实现软开关的调节范围比对称控制方式更大。最后,搭建了一台200 W的原理样机,实验结果验证了理论分析的有效性与正确性。     

三相四线静止式多功能电能表错误接线时退补电量算法研究

电能的准确计量关系到电力企业和广大电力用户的切身利益。如果电能计量装置接线错误,将会引起计量差错,甚至造成经济纠纷。在纠正接线错误引起的电能计量差错过程中,多数情况下,确定更正系数是核算退补电量的前提。由于更正系数往往与功率因数角有关,且功率因数角又实时变化,因此将给退补电量的核算带来误差或不便。分析了三相四线静止式多功能电能表可能出现的错误接线情况,通过向量分析推导出实际有功电量与无功电量的表达式,实现了不依赖功率因数而进行退补电量的计算,提高了退补电量核算的准确性与便捷性。     

基于三维空间矢量调制的微网逆变器设计

光伏并网逆变器具有节能、环保、能源可再生等优点,因此得到了广泛应用。与传统的正弦脉宽调制(SPWM)相比,三维(3D)空间矢量调制(SVPWM)具有电压利用率高、电流谐波含量小、控制器参数简单等优点。为此,基于数字芯片TMS320F2812,研究和实现了3D SVPWM的三相四桥臂并网逆变器数字控制。9 kW并网逆变器样机的实验结果验证了控制算法的可行性和有效性。     

不理想电网下基于二阶广义积分的锁频环

三相AC/DC变流器广泛应用于中高功率场合,快速准确的相位同步检测是其控制的基础。然而由于电网电压存在不平衡和畸变的问题,电网电压检测和锁相角计算过程中会产生一定误差。因此,需要采用更高性能的锁相(频)环技术。这里针对可实现能量双向流动的三相AC/DC变流器,讨论了基于二阶广义积分(SOGI)的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略的可行性,分析了电网角频率与SOGI的给定谐振角频率出现偏差时的问题。针对这一问题,提出了一种基于SOGI的锁频环(SOGI-FLL)技术,给出了其在频域上的数学模型,并分析了其动态响应性能。与常规锁相环(PLL)相比,SOG-FLL能够快速精确地从不平衡和畸变的电网电压中分离出正序分量,仿真和实验结果验证了其可行性及动态性能。     

低压三相负荷不平衡治理控制策略研究

低压电网中的三相不平衡问题直接影响电网的安全、经济运行,因此必须通过技术手段对低压电网三相不平衡问题进行自动调节,调节方式是在线路上安装一定数量的相间负荷转移开关,将这部分负荷作为调节负荷,主控单元采集台区三相负荷情况并进行三相不平衡度分析,并根据相间负荷转移开关的相位及负荷情况给出最优三相负荷转移调节策略,然后根据调节策略控制对应的相间负荷转移开关进行相间负荷转移,使台区三相负荷达到新的平衡状态。     

逆变器供电三相电机的共模抑制SVPWM

针对两电平逆变器供电的三相电机采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)时存在共模电压幅值大、频率高的问题,提出了一种共模抑制SVPWM方法。该方法将常规SVPWM的六个扇区旋转30°得到新的六个扇区,在奇数编号扇区只采用奇数下标的三个非零矢量进行合成,在偶数编号扇区只采用偶数下标的三个非零矢量进行合成;给出了每个扇区三个非零矢量的作用时间。仿真与实验结果表明,与常规SVPWM相比,共模抑制SVPWM的共模电压幅值减小了66.67%,频率由原来的开关频率值降低至三倍基波频率值,且电机的电流、转矩和转速等性能依然保持良好。     

双三相永磁同步电机在混合储能系统中的转矩分配控制策略

针对电动汽车航能力差、电机控制不稳定的问题,将双三相永磁同步电机应用于电动汽车上,并设计了一种基于混合储能系统(HESS)的多相电机转矩分配控制策略。首先,利用矢量控制方式对永磁同步电机转矩与定子磁通之间的关系进行分析,得出转矩矢量表达式。其次,基于磁通和转矩的增量,提出了绕组去耦补偿、磁通观测和参数辨识方法,通过磁通参考值与磁通观测器之间的误差计算电压参值。最后,采用Matlab/Simulink软件对所提出的永磁同步电机控制系统进行仿真实验与分析。仿真结果表明:在所提控制策略下,系统负载转矩具有较强的抗干扰能力和良好的稳态性能;且具良好的电流控制效果,可在允许范围内逐步减弱至平衡状态。     

基于绕组联接方式的高频三相变压器性能影响分析

基于高频三相变压器的固态变压器已被证明是实现大功率应用的关键电力电子设备,研究不同绕组联接方式对高频三相变压器性能的影响,对于固态变压器的拓扑结构优化至关重要。根据隔离式三相双有源全桥DC-DC变换器拓扑结构,建立Y-Y、Y-△和△-△型这三种联接方式下的变换器的等效电路和相量图,分析推导了不同绕组联接方式下的电流和传输功率的计算表达式;从开关的ZVS区域、变压器绕组电流和变压器利用率等多方面对变压器的性能进行了研究,并通过仿真验证了理论分析的正确性。结果表明:Y-Y型联接与△-△型联接在ZVS区域、变压器利用率上表现出来相似的性能,Y-Y型联接的绕组电流约为△-△型联接的31/2倍;Y-△型联接具有更宽的ZVS区域,最佳的变压器利用率在功率等级为50%-80%之间。     

基于不平衡过电压动态抑制的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法

现有配电网单相接地故障保护技术在高阻接地故障时无法可靠启动,选相与选线结果易受三相不对称的影响。针对这一问题,提出了基于不平衡过电压动态抑制的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法。在三相不平衡过电压动态抑制的基础上,分析了故障前后注入电流与馈线零序电流特征。根据故障发生后注入电流变化量特点构建了接地故障动态感知判据,利用注入电流变化量的相角与幅值分别进行故障相识别与过渡电阻计算,通过比较各馈线零序电流变化量有效值进行故障选线。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提方法进行验证,结果表明所提方法能够准确识别高阻接地故障,选相与选线结果不受三相不平衡与系统对地电容大小影响。