三相电压源逆变器功率解耦控制

推导并分析了三相电压源逆变器的输出有功功率及无功功率之间的耦合关系。基于该耦合关系讨论了"V"和"P"2类不同的耦合规范型及对应的解耦方法。将2类解耦方法应用于功率的控制,并通过仿真试验对结果进行了分析比较。仿真结果表明,"P"型规范解耦能实现对三相逆变器输出功率的精确控制。     

下垂控制逆变器中并网功率控制策略

下垂控制策略广泛应用于交流微电网中,可以实现并网模式和孤岛模式的无缝切换以及不同逆变器之间的功率均流。然而,在目前的研究工作中,并网模式下的工作性能却很少被考虑到。实际上,并网模式下的功率控制会受到电网频率以及电网电压幅值波动的影响,并且传统下垂控制中无功功率控制本身就存在静态误差。因此提出了电网频率和电网电压幅值前馈控制来抑制电网波动对功率控制的影响,另外基于此提出公共耦合点电压幅值控制实现无功功率的无静差跟踪。基于提出的控制策略实现了下垂控制逆变器并网功率的精确稳定控制。     

三相电压型并网逆变器模型功率预测控制研究

针对三相电压型并网逆变器,采用一种模型功率预测控制策略。首先,在同步旋转d,q坐标系下建立了三相电压型逆变器瞬时功率数学模型。其次,引入预测控制目标函数对逆变器瞬时有功功率和瞬时无功功率进行在线预测,选取最优控制目标函数对逆变器在下一周期进行控制,实现了对指令有功功率和指令无功功率的快速、精确跟踪。最后,仿真和实验结果表明,采用模型预测功率控制算法使并网电流具有很好的稳态特性和较低的谐波畸变率。     

基于本地测量的微网逆变器离/并网功率精确和统一控制

在包含多微源的微网系统中,微源逆变器输出功率的精确控制和离/并网运行模式下控制目标的自动切换对于微网电压和频率的稳定以及潮流的控制都具有重要意义。在下垂控制的基础上,提出了基于本地测量的自适应双虚拟阻抗和功率补偿导纳控制方法,消除了不同类型线路阻抗引起的功率耦合,改善了离网时负载分配的准确性。同时,通过提出一种自适应的电压补偿方法,实现了分布式电源离/并网运行的统一控制,并改善了离网时的电能质量和并网时输出功率的跟踪精度。通过建立离/并网模式下逆变器的小信号模型,对控制器参数进行了优化设计。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和所提出的控制方法的有效性。     

并网电压源逆变器的电网电压调制直接功率控制

针对并网电压源逆变器(VSI)提出了一种电网电压调制(GVM)直接功率控制(DPC)策略。通过定义GVM的控制输入,可在不使用锁相环的情况下得到一个简单的、耦合状态的多输入多输出系统(MIMO)。在此基础上,依据设定的状态反馈线性化控制法则实现了有功和无功的解耦控制并获得了两个独立的二阶系统,从而不仅能够提高瞬时有功功率和无功功率的收敛速度,还能够获得良好的稳态性能。最后将系统转化为线性MIMO。所提出的方法通过使用MATLAB/Simulink和PLECS模块进行了验证。仿真结果表明,该方法不仅具有良好的有功和无功功率跟踪性能,而且电网三相电流的纹波也比滑模DPC控制方法的大为减小。     

多路输出标准功率源电压路的补偿方法

提出一种适合于各种输出功率源的电压补偿方法，该补方法的特点是各路相互隔离，互不影响，并且调节简单，补偿效果好，章给出了补偿电路，并对其进行分析，最后给出了实验结果。     

嵌入式智能光伏模块的最大功率输出统一控制

传统的太阳能系统经常会因为实际应用环境中的不匹配问题和光照不均现象而影响效率。分布式最大功率跟踪(distributed max power point tracking,DMPPT)概念的提出有效地抑制了这种影响。在分布式最大功率跟踪的基础上,该文提出一种嵌入式智能光伏模块(sub-panel MPPT converter,SPMC),利用非隔离的DC-DC变换器替代传统太阳能板接线盒中的旁路二极管,通过输出侧统一的最大功率计算单元对输入侧进行的指令信号控制,可以有效地消除太阳能板因为不匹配问题所带来的能量损失。文中首先对所提出智能光伏模块的拓扑结构进行分析、比较。然后以BUCK型的嵌入式智能光伏模块提出统一输出最大功率跟踪控制策略,这种控制策略在保证输出功率最大化的前提下,优化了系统模块,有效降低了系统控制复杂度和装置成本。最后,文章通过实验验证了所提出的概念和控制方法。     

Z源逆变器直流侧电压和MPPT的统一控制策略

为了使光伏并网Z源逆变器直流侧电压保持稳定的同时并且能够获得最大功率点跟踪(MPPT),经研究,文中采用一种模糊PID控制策略,通过快速响应光伏列阵输出功率和输出电压的变化,经模糊控制器进行模糊推理及解模糊化后的输出量乘以比例因子,转换为PID控制器中的比例积分微分系数变化量,最终来实现直流侧稳压和MPPT统一控制。结果表明当外界对直流链电压具有扰动时采用该控制策略能使其较快恢复并且并网电流跟踪情况较好,因此采用模糊PID控制策略能够保证直流侧电压稳定的同时并且实现了最大功率点跟踪。仿真实验验证了该方法的有效性。     

电压型PWM整流器模型预测直接功率控制

对电压型PWM整流器进行了数学建模,然后在两相静止坐标系下建立了预测功率模型,在此基础上提出了优化的模型预测直接功率控制(model predictive direct power control,MPDPC)策略。该方法用电网电压矢量作为基本控制矢量,利用功率预测模型和功率误差最小原则,得出目标控制电压矢量公式,结合空间矢量脉宽调制实现模型预测功率控制。同时针对实际系统中的一步延迟设计了延时补偿方案。此外,在系统中引入重复控制对每个采样周期系统的有功、无功功率进行优化。仿真和实验验证了表明所提出的方法的可行性。     

具有电压补偿的四开关并网逆变器等效SVPWM控制方法

针对三相四开关并网逆变器因直流母线中点偏移引起的逆变器输出不平衡问题,采用逆变器输出等效电路分析的方法,指出电源阻抗差异是造成四开关逆变器三相输出不平衡的内在原因。在对比分析SVPWM与三角波调制方法基础上,依据矢量合成等效原理,提出可等效SVPWM的改进三角波调制方法。给出了具有直流中点偏移电压补偿的参考值生成策略。仿真结果表明,该方法实现简单,既可有效抑制因直流中点电压偏移引起的三相四开关输出不平衡问题,又能抑制因参数差异引起的输出不均衡问题。     

电压型逆变器输出波形控制技术

本文介绍了目前电压源型逆变器输出波形控制的主要控制方法，总体上可分为：基于周期的控制和瞬时值反馈控制。在此基础上，分析了各种控制方法相应的优点和缺点。从波形控制目前的研究实际出发，提出了两种较有前途的方案：结合鲁棒观测器的反馈控制技术和重复控制的反馈控制技术。     

基于电压定向直接功率控制的光伏并网逆变器

将基于电压定向直接功率控制用于光伏并网逆变器的控制策略,引入电网电压和瞬时功率的估算概念,并将并网逆变器输出的瞬时有功功率和无功功率作为被控量进行功率的直接闭环控制。系统无需检测输入变压器二次侧的电网电压,省去了电网电压传感器,从而不仅克服了电流控制方案的不足问题,还降低了成本,而且系统具有鲁棒性好、控制结构简单等优点。分析了电压定向直接功率控制的原理,设计了并网逆变器的具体参数,并给出了仿真和实验结果。     

送出受限风电场有功功率控制系统设计与应用

针对目前风力发电的快速增长,部分风电集中接入地区电网送出线路及主变压器过载的问题越来越突出,影响了电网安全稳定运行的问题,依据宁夏杨家窑风电接入点电网设备运行特点,基于能量管理系统(Energy Management System,EMS),设计开发了风电场有功功率控制系统,以实现对风电场有功出力的自动控制。应用结果表明:该控制系统能有效地解决局部地区风电场出力受限的问题,对于解决同类风电集中接入点电网安全稳定运行有重要的参考意义。     

一种恒压输出的高功率因数开关电源设计

基于具有PFC功能的SA7527控制芯片,设计了一款恒压输出的高功率因数开关电源。在阐述系统工作原理的基础上,重点对单端反激拓扑结构中兼具储能电感作用的高频变压器这一核心部件进行了设计。实验研究结果表明该开关电源在输入电压宽范围变化的情况下,可实现稳定的电压输出,最高功率因数可达0.95。     

Dual voltage converter with improved power factor and enabling voltage control

In this paper, a novel version of the dual voltage converter is presented with improved voltage regulation and enabling a wide range of voltage control by using self-turn-off devices (power transistors) instead of diodes. Further, this system operates with unity displacement factor. We have obtained the analytical expressions of this circuit. The results are, however, quite complex. We could calculate values of the voltage and current waveforms by using a computer. The calculated values are essentially in agreement with the experimental values. Experimentally, an ideal load characteristic with null voltage regulation was obtained by the conduction angle control for power transistors. Further, a wide range of voltage from 220 V to 39 V was obtained. A disadvantage for this system is the requirement for snubber circuits with a larger value of capacitor in order to suppress the surge voltages at turn-off periods.     

适用于统一迭代潮流计算的扩展型“Sen”变压器模型

为了发展基于扩展型“Sen”变压器(Extended Sen Transformer, EST)的潮流计算理论与方法,从简化EST潮流模型的角度出发,提出了一种适用于统一迭代潮流计算的EST模型。首先,根据EST的工作原理,将串、并联侧绕组等效为电压源与阻抗串联组成的支路,进而把EST简化为一种双电压源型等效电路。然后,基于统一迭代法的解算思想,并结合EST的电压调节、相角调节和功率调节运行模式,建立了EST的稳态潮流模型。最后,借助Matlab软件,算例分析在一个修改的IEEE6机30节点系统中展开。通过比较所提模型与软件仿真所得系统节点电压幅值和相角,二者之间偏差在合理范围内,验证了所提模型的有效性。     

不平衡电网电压下光伏并网逆变器滑模直接电压/功率控制策略

不平衡电网电压下,光伏并网逆变器的输出功率和输出电流都将产生波动,给电力系统的稳定运行造成不利影响。根据光伏并网系统的数学模型,提出了光伏并网逆变器基于滑模控制的直接电压/功率控制策略。该控制策略可在电网电压不平衡时有效抑制并网逆变器输出有功功率和无功功率的波动。根据光伏并网逆变器输出功率和正、负序电流的关系,提出了以消除负序电流为控制目标的改进控制策略。此外,为提高系统的运行性能,提出了功率电流协调控制策略。最后,对所提出的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。     

电能质量调节器检测方式的研究

给出了一种基于新型检测方式的电能质量调节器,该检测方式不需要检测供电电网电压波动及谐波和负载无功及谐波电流,论述了这种新型检测方式与传统检测方式在电压、电流控制上的等效性。经过Psim仿真,结果表明基于该等效检测方式的电能质量调节器具有控制算法简单、性能优良等优点,在各种电网电压和负载电流情况下,该调节器能使电网电流为正弦波并保持功率因数为1,同时向负载提供稳定的正弦波电压。     

扩展二级电压控制系统的研究

从系统分析的角度阐述了扩展二级电压控制的基本原理，结合对某一实际系统的研究说明了在二级电压控制中，当仅依靠本区域内的控制发电机组进行电压控制不能取得理想效果时，可通过扩展二级电压控制系统的可控资源，综合考虑控制发电机组、有载调压变压器和自动投切并联电容器／电抗器的电压、无功调节功能，对其进行协调控制以获得良好的电压控制效果。对该实际系统进行了分析研究．设计了其扩展二级电压控制系统的方案与控制策略，并进行了仿真计算。计算结果表明，扩展二级电压控制较传统的二级电压控制能更好地协调本区域内各电压无功调节设备的无功出力和电压控制．使电压控制问题得到较好解决。