基于九开关级联的多端口能馈型高压变换器

为解决工业现场中高压大容量电机群负荷的驱动及再生能量利用问题,提出一种基于九开关逆变器单元级联的多端口能量回馈型高压变换器。通过与现有三相桥式逆变器级联技术对比,分析适用于九开关逆变器的级联方法。详细分析了新变换器拓扑结构、功率分配模式、控制策略及优缺点,并以6单元级联双负载端口的6 kV高压变换器为例,通过Matlab仿真验证了该拓扑及控制策略的可行性和有效性。该变换器为负载端口间的再生能量提供了直接传递通道,降低了能量回馈压力;且大幅减少了开关、电容以及变压器绕组数量,提高了可靠性;其端口扩展灵活,对于多负荷工况具有较强的适应性。     

直驱风机机网侧变流器统一建模及其弱电网下稳定性研究

随着电网中风电占比不断攀升,弱电网下风电并网的稳定性问题愈加受到关注。针对风电并网的稳定性问题,现有研究常常将机侧和网侧解耦,分别对两侧进行简化分析其稳定性,但从时间尺度的角度来看,机侧和网侧动态是存在耦合的,现有的建模忽略了这一耦合。文章针对弱电网下风电并网的稳定性问题,建立机侧和网侧变流器控制的统一模型,并给出了考虑机侧和网侧变流器控制的稳定性分析方法,对比传统的阻抗分析方法,文章采用的分析方法更加精确,最后利用simulink仿真对分析结果进行了验证。     

有源电力滤波器的频域能量变换模型及其应用

有源电力滤波器(active power filter,APF)的建模问题对其功率变换过程认识及控制器设计有重要意义。基于目前研究广泛的并联电压型APF,建立其等效电压源模型;通过对APF与电力系统间能量交换及功率流动的分析,提出APF频域能量变换的思想,并建立频域能量变换模型;建立其状态空间数学模型,通过变换,证明APF的基波控制分量对频域误差系统呈阻尼特性,从而使APF对频域呈无源性特征,从能量角度解释了APF的工作原理;基于频域能量变换模型提出迭代学习控制策略,并对直流侧电容电压附加PI闭环控制。仿真实验结果证明了该频域能量变换思想及模型的正确性,并验证了所设计控制策略的有效性。     

基于扩展移相控制的高频DAB变换器ZVS控制方法

双有源桥（Dual active bridge,DAB）在需要高效能量双向流动的工作场景有广泛的应用。在高开关频率工作时,变换器开关器件结电容充放电时间无法忽略,导致扩展移相控制下DAB零电压开通（zero voltage switching,ZVS）范围断续。通过分析扩展移相控制下双有源桥DC-DC变换器工作模态,建立高开关频率工况下DAB变换器数学模型,提出一种利用磁化电流扩宽ZVS范围的方法。在此基础上,结合电感电流应力优化算法,提出一种适用于高频工况应用的电流应力优化下的软开关控制策略。采用该控制策略,可以有效减小导通损耗,消除开关损耗,显著提升高开关频率下的变换器效率。最后,搭建400KHz实验样机,验证控制策略有效性。     

带中性点电压调节的级联型高压变频器拓扑研究

目前传统级联型高压变频器广泛应用于交流电机的调速,但是结构上的缺陷使得它无法将电机制动能量回馈至电网。本文提出了一种具有能量回馈功能的级联型高压变频器新型拓扑。在传统级联高压变频器拓扑的基础上,将浮空的中性点断开,串入一个双PWM变换器．并对串入的双PWM变换器建模,最后通过仿真验证,说明这种新型拓扑在电机制动时进行能量回馈的可行性。     

一种复合式重复控制在并联型有源电力滤波器设计中的应用

传统重复控制可以实现多谐波信号的精确跟踪,在有源电力滤波系统中应用广泛,然而难以满足工业现场非线性负荷快速动态响应要求。此外随着高频谐波抑制效果明显的LCL滤波器在并联型有源滤波器中应用,基于重复控制的谐波电流跟踪控制器的参数设计需要进一步研究。因此本文给出一种复合式重复控制下采用LCL型滤波的并联型有源电力滤波器的控制器参数设计方法,并详细地分析了该复合式重复控制器动态和稳态性能,最后通过仿真和实验表明该复合式重复控制器设计方法的有效性和实用性。     

虚拟同步发电机动态特性参数分析及配置方法研究

虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)技术对提高并网逆变器动态特性,增强逆变型电源对电网友好性具有重要的意义。为解决目前缺乏成套VSG动态特性参数设计方法的问题,进一步推动VSG的工程设计及应用,本文基于小信号分析方法建立了VSG有功—频率控制二阶等值模型,分析了虚拟惯量J和阻尼系数Dp对VSG有功功率控制动态特性的影响,建立了对应VSG欠阻尼、临界阻尼及过阻尼等动态过程下J和Dp的参数域,并提出了基于超调量和过渡时间限制的参数配置方法;同时建立了VSG无功—电压控制一阶等值模型,分析了电压下垂系数KU和无功调节系数KQ对VSG无功功率控制动态特性的影响,建立了KU和KQ的参数域,并提出了基于过渡时间限制的参数配置方法。实践表明：所提出的配置方法对于VSG技术理论研究和工程应用过程中的参数选择环节具有很大的参考价值。最后,利用Matlab/Simulink平台的仿真结果证明了所提VSG参数配置方法的正确性和有效性。     

室内光源能量回收系统的能源管理技术现状综述

室内光源能量回收可以维持室内装置如无线传感器网络的自主运行,受到国内外众多学者的关注.综述了目前室内光源能量回收系统的能源管理技术领域的最新成果和进展情况;对室内光源和光伏电池的特点、光伏模块的设计和参数选择、DC-DC功率变换电路、低成本的最大功率点跟踪技术(MPPT)和高效储能元件进行了详细的介绍及综合评述;总结了室内光源能量回收系统中最关键的技术挑战是减少能源管理电路的功率损耗,并对室内光源能量回收系统的能源管理技术的发展趋势进行了预测.     

带超级电容的级联型光伏并网逆变器控制策略

针对由光伏电池板参数的分散性、遮挡不均以及光照强度波动等原因造成的发电功率损失及系统不稳定等问题,提出一种带超级电容储能的混合级联型光伏逆变器。首先,分析了该逆变器利用超级电容单元补偿光伏发电功率波动的工作原理。然后,提出了一种基于PI控制和重复控制的控制策略。该控制策略引入占空比修正模块对光伏单元实施分散的MPPT控制,以提高发电效率,并对超级电容单元进行功率控制以平滑逆变器输出功率的波动。最后,通过仿真和实验验证了该逆变器及其控制策略的可行性。     

级联型多电平逆变器的改进PWM控制方法

级联型多电平逆变器由于其显著特点，受到了电力电子技术人员的广泛关注。通过对级联型多电平逆变器几种典型控制方法的分析比较，提出了一种改进多载波脉宽调制（PWM）控制方法。该方法通过改变载波的幅值，使级联逆变器的各个逆变单元开关规律相同，并使所有的开关器件的损耗一致，有利于保证逆变单元使用寿命的一致和提高整个装置的可靠运行性能。研制了一套串联2单元5电平逆变器，采用现场可编程门阵列（FPGA）器件实现了所提出的控制方法，控制精度高、抗干扰能力强。实验结果证明了该方法的可行性。