基于四管双向变换器的退役电池组有源快速均衡方法

该文提出一种用于梯次利用电池组的高效快速的有源均衡电路及其控制策略。首先,通过四管双向变换器,将退役电池组中不平衡电池能量传递至由超级电容构成的能量中转单元,然后,再由变换器将超级电容中的能量分配至电池组中能量较低的电池单元,实现串联电池组的平衡。四管双向变换器的4个主开关管工作在同步整流的工作模式,在实现能量双向流动的同时,保证变换器本身具有较高的能量转换效率;采用K-Means聚类均衡算法对退役电池组中不相邻的单体电池优先进行均衡,然后再对电池组内部“电池簇”进行均衡,实现梯次利用电池组的高效快速均衡。为验证所提均衡方法的有效性,在MATLAB/Simulink软件中进行软件仿真,并搭建实验平台对6节串联梯次电池进行均衡实验。实验结果表明,与传统的电池均衡方法相比,该方法具有更短的均衡时间以及更高的均衡效率。     

电网谐波背景下风电并网逆变器的PRI控制方法

针对分布式发电接入的配电网常常因负荷影响而含有大量的低次谐波问题,分析了分布式发电中电网电压对逆变器并网电流的影响,提出了一种兼具谐波补偿和直流扰动抑制功能的比例谐振积分(PRI)控制器。与传统比例谐振(PR)控制器相比,积分环节的引入有效地提高了控制器的低频增益,特别对直流分量的扰动具有明显的抑制效果。最后在1台50kW的三相三电平并网逆变器上进行了样机实验。实验结果表明,PRI控制器不但可以在稳态时大幅减小并网电流的谐波含量,而且在动态过程中可以迅速地抑制并网电流的直流扰动。PRI控制器非常适合作为分布式发电并网逆变器的控制方法。     

基于动态式双阈值的锂电池组主被动均衡策略

在采用传统电荷转移式均衡方法中,多个单体电池之间存在着反复循环充放电现象,进而产生锂离子电池组均衡时间长、效率低的问题.针对此问题,提出一种动态式双阈值主被动均衡控制策略.首先,主被动均衡电路的开关阵列包含有N+1个开关(N为电池数目),在减少元器件数目的同时,主动均衡提高均衡效率,被动均衡在充电末期延长电池反应时间,...     

永磁风力发电系统的变拓扑晶闸管整流器控制策略

为了克服电力电子器件尤其是绝缘栅双极晶体管(IGBT)对风电机组功率容量和电压等级的束缚,提出了一种适用于六相双Y永磁同步发电机的风力发电变流装置。该装置将变拓扑结构的晶闸管整流桥和三电平逆变器分别作为前端和后端。前端整流器中,2个三相晶闸管整流桥之间的串并联关系可通过二极管与开关组成的辅助电路在运行过程中进行动态切换。在低风速时,2个整流桥串联,提升输入电压;在高风速时,2个整流桥并联,扩大功率容量,以适应风力发电机输出电压的宽范围变化。新型电流峰值控制方法替代了传统比例积分(PI)控制方法,消除了变结构可能造成的电流突变,实现了动态运行中拓扑结构的无缝切换。三电平逆变器在发电机接近额定功率时根据风力机转速线性提高母线电压,使得整流器相位移因数保持稳定,提高功率因数。实验结果验证了原理的正确性和装置的可行性。     

一种新颖的三相不平衡电网的锁相方法

针对电网故障时可能出现的三相电网电压不平衡的情况,提出一种静止坐标系下通过梯度下降法直接估测正负序分量的方法。该方法结构简单,无需将电网电压变换到同步旋转坐标系下,在静止坐标系下通过数值算法求解根据梯度下降法原理得到的非线性方程组,进而直接估测出正负序分量的幅值、相位和频率。通过实验评估该锁相方法的性能,实验结果表明,所提方法在电网发生不平衡故障时,具有较快的响应速度,即使电网电压在故障后相位、幅值和频率均有大幅跳变时,锁相环也基本能在两个工频周期以内完成锁相。     

一种新颖的正弦正交编码器细分方法

提出了一种不用查询表的正弦正交编码器细分方法,利用控制系统临界稳定原理生成一个高频数字正弦载波与采样得到的正弦编码信号实时比较来获取相位信息;与传统查询表细分方法相比,节省了大量的存储空间,而且整个细分过程通过软件实现,不需要添加额外的硬件;同时阐述了影响细分分辨率的因素,推导出了防止电机高速运行时细分混叠的条件;最后,以一台7kW的电梯用永磁同步电机配套海德汉的ERN487-2048正弦增量式编码器为平台,验证了该细分方法用于转子初始位置识别及速度控制的可行性。     

双管反激电源的分析与设计

针对反激电源主开关管关断时候的电压应力过大和变压器气隙漏感导致的电压尖峰过大的问题,对双管反激电源的拓扑结构及工作原理进行了详细分析,构建了双管反激电源工作在DCM模式时的能量传递模型,论证了变压器匝比与变压器原边漏感的磁复位时间及最大占空比和回馈能量大小的关系,推导出了双管反激电源主要参数的通用设计公式;利用其设计公式,设计了一个实际工作于DCM模式的30W双管反激电源,同时利用Saber仿真软件,研究了双管反激电源的主开关管、副边整流二极管和原边续流二极管的工作电流。仿真结果表明：变压器匝比参数选择合适,充分削弱了通过续流二极管回馈的能量,电源工作稳定。将仿真结果与实验样机所测结果进行了比较,结果显示两者基本吻合,说明设计公式可用作双管反激电源主要参数的设计工具。     

中点钳位型三电平并网逆变器有限集最优预测控制

详细推导了中点钳位型三电平并网逆变器的状态空间模型,并在此基础上提出了一种有限集最优预测(finite set optimal predictive,FSOP)控制方法。该方法将三电平并网逆变器的27个开关矢量组成一个有限集,然后在有限集中选择使罚函数最优的开关矢量,其中的罚函数是由输出电流误差、中点不平衡电压和器件开关次数组成的加权和。文中给出了FSOP控制方法的流程图,并通过仿真和实验评估了该方法的控制性能。仿真和实验结果表明:与传统方法相比,FSOP控制方法的控制目标灵活,通过调整罚函数的加权系数就可以灵活方便地优化逆变器的综合性能;FSOP控制方法避免了传统方法中控制器加调制器的级联结构,在跟踪输出电流参考信号、平衡中点电压方面具有较快的响应速度。     

电网谐波背景下单相并网逆变器的锁相方法

针对分布式电源接入的配电网因临近非线性负载而含有大量低次谐波的问题,提出了一种适用于单相并网逆变器的锁相方法。该方法的核心是一个由主模块和多个谐波模块组成的交错耦合反馈结构,其中主模块是依据梯度下降法来估测基波幅值频率的锁相环(AFPLL),谐波模块是简单的二阶陷波滤波器(NF)。该复合结构可有效消除传统锁相方法在处理畸变电压信号时存在的稳态误差。分别通过畸变电压锁相实验、相位突变实验、幅值突变实验和频率突变实验,评估了该锁相方法的稳态和动态性能。实验结果表明,所提出的锁相方法不但在电压信号严重畸变时具有较高的锁相精度,而且在电压信号发生突变时也具有较快的响应速度。