单周控制光伏并网系统的最大功率控制研究

单周控制的单级全桥光伏并网系统具有容量大、效率高、成本低等优点.但现有基于单周控制的光伏电池最大功率跟踪存在着难以搜索最大功率点、难以稳定工作在最大功率点以及搜索精度差等缺点.针对以上不足,提出了基于增量电导的光伏电池最大功率跟踪算法,该算法将光伏电池输出功率引入到单周控制的输入量中,同时优化了光伏电池输出电压的给定量.该算法在硬件上实现简单,仿真和实验结果表明该算法能够准确跟踪光伏电池最大功率点,并具有较高的精度和稳定性.     

一种弧焊逆变电源的小信号模型

采用状态空间平均法对弧焊逆变电源系统建立了小信号模型，推导系统的传递函数，并对其开环频率特性进行分析，在此基础之上，运用自动控制原理的方法对系统的补偿环节进行设计，最后使用仿真验证了所设计的系统，仿真结果表明，所设计的补偿环节使弧焊电源的快速性和抗扰动能力有了显著的改进，说明设计的正确性。     

基于单周控制的单相三电平Boost型功率因数校正技术

提出了一种基于单周控制(onecyclecontrol,OCC)的单相三电平Boost型功率因数校正技术。该控制电路采用恒频控制,控制电路简单、可靠,主电路采用三电平结构,开关器件应力降为输出电压的一半,解决了开关损耗增加、器件不满足要求的困难。随着电感电流频率的增加,可以减小Boost电感以提高变换器的动态性能和效率。仿真结果验证了相关理论分析的正确性。     

直流侧APF主电路参数与补偿性能的关系

直流侧有源电力滤波器并联在整流桥的直流侧，对整流类负载的谐波治理有很大的技术优势。主电路参数不仅决定系统能否正常工作，影响系统的补偿性能，还影响整个系统的成本。文中讨论了直流侧有源电力滤波器主电路的主要参数(电感L、直流侧储能电容C)以及电容电压Uc与补偿性能之间的关系，并给出了参数选取标准。为直流侧有源电力滤波器主电路参数设计提供了理论依据。用文中提出的参数设计标准，设计并调试了一台试验样机，试验结果证明了文中理论分析的正确性。     

一种新型电压源换流器的研究

为了改善轻型直流输电网络的波形质量，目前电压源换流器使用较多的高频有源开关器件，导致成本增高，损耗加大，限制了其实际应用。本文提出了一种Buck型电压源换流器(BVSC)，该BVSC由一组双Buck变换器和一个工频逆变桥组成，仅用两个高频开关，即可取得较好的输出波形。为了进一步解决大功率应用时的高频开关的局限性，文中还提出了一种新型的双频控制Buck型电压源换流器(DBVSC)，DBVSC在BVSC的基础上附加了一个双Buck变换器，使原BVSC工作在高频，仅处理谐波功率，而附加的BVSC工作在低频，处理基波功率。DBVSC既可以改善换流器输出电流波形质量，又可以减小系统损耗，提高功率等级，特别适合于大功率应用。文中推导了基于单周控制思想的控制方程，运用简单的控制电路实现要求，通过仿真研究，证实了理论分析的正确性。     

可调节有功无功的双Buck逆变器控制算法

目前,轻型直流输电网络中的电压源变流器使用了较多的高频开关器件,导致成本高,损耗大,限制了其实际应用。一种新型的Buck型电压源逆变器(BVSI)由一组双Buck变流器和一个工频逆变桥组成,只需采用两个高频开关,因而可降低系统成本,具有很大的技术和经济优势。文中提出了基于单周控制理论就可实现双Buck逆变器有功功率和无功功率单独调节的算法。推导出了基于单周控制思想的控制方程。运用简单的控制电路就可实现交流侧有功功率与无功功率的控制。另外对该算法进行了详细的仿真研究,仿真结果证实了该算法的正确性。     

直流侧APF主电路参数与补偿性能的关系

直流侧有源电力滤波器并联在整流桥的直流侧，对整流类负载进行谐波治理有很大的技术优势。主电路参数不仅决定系统能否正常工作，而且影响系统的补偿性能，还影响整个系统的成本。文中讨论了直流侧有源电力滤波器主电路的主要参数(电感L、直流侧储能电容C)以及电容电压Uc及其波动范围与补偿性能之间的关系，并给出了参数选取标准。为直流侧有源电力滤波器主电路的设计提供了理论依据。用文中提出的参数设计标准，设计并调试了一台试验样机，试验结果证明了文中理论分析的正确性。     

大扰动Buck-Boost变换器的鲁棒高阶滑模控制

在利用诸如风、光、氢等随机性新能源发电的过程中,由于间歇性的能量输入和不断变化的输出负载等原因,对电源变换器的鲁棒性设计提出了更高的要求。针对传统滑模控制变换器自身存在不可避免的抖颤问题,该文基于一种Super-Twisting高阶滑模控制算法,设计了以TMS320F28035为控制核心的无抖颤、强鲁棒滑模电源变换器。并以Buck-Boost变换器为例,针对随机性新能源发电中输入输出端存在的大扰动问题,与增量式PI控制效果进行对比实验。实验结果表明:高阶滑模控制变换器在输出负载大扰动下具有很强的鲁棒性;高阶滑模控制变换器在输入电压大扰动下同样具有很强的鲁棒性。     

考虑基频结温波动的风电变流器可靠性评估

目前风电变流器可靠性评估,无法在考虑实际风速、气温等外部环境长期随机变化的情况下考虑基频结温波动对变流器可靠性的影响。文中提出一种结温迭代算法,可以快速数值计算出功率模块结温。该方法与结温电热仿真方法相比,在保证计算精度的同时能大大缩短计算时间。文中以1.2MW直驱风力发电系统为例,利用提出的结温数值计算方法并结合实际风速和气温数据快速计算整年器件结温,采用Bayerer寿命模型和线性累计损伤理论实现了计入基频结温波动的风电变流器可靠性评估。最后还对可靠性计算结果进行了验证,对比分析了机侧和网侧变流器的可靠性差异、低频和基频结温波动对变流器可靠性的影响。结果表明,大功率直驱风力发电系统,机侧变流器可靠性问题更为严重,且基频结温波动对变流器可靠性的影响不容忽视。