滑模控制器控制降压型直流\|直流转换器

针对脉冲宽度调制器控制降压型直流\|直流（DC\|DC）变换器采用常规的比例积分微分（PID）控制方法存在抖动和延迟等问题,提出一种基于滑模修正PID控制策略的DC\|DC变换器实现方法.在分析滑模控制理论的基础上,利用线性矩阵等式方法来建立DC\|DC转换器的状态空间数学模型,设计滑模PID控制器,构造全局滑模面调整PID控制器输出参数,并用李雅普诺夫函数验证了滑模PID控制器的可靠性.在电感电流连续工作模式下,用不确定性负载的线性平均模型进行了仿真.结果显示:证明所提出的滑模PID控制器不但提高系统对不确定负载的适应性,而且增强了系统在大信号扰动时的鲁棒性,使转换器输出电压有优越的鲁棒性及良好控制性能.     

大型光伏发电系统的并网控制技术

论述了大型光伏系统直接并入输电网的可行性．大型光伏电站接入输电网时,采用两级式变换器,前级DC／DC推挽电路实现最大功率跟踪控制;后级DC／AC采用电压型PWM逆变器,可以方便地对光伏电站进行扩容,并稳定直流母线电压,实现光伏阵列的最大功率输出．最后在MATLAB／sIMuLINK仿真平台上搭建两级式三相并网光伏发电系统仿真模型,并进行控制策略仿真．结果表明光伏并网系统能够稳定运行．     

大型光伏发电系统的并网控制技术

论述了大型光伏系统直接并入输电网的可行性.大型光伏电站接入输电网时,采用两级式变换器,前级DC/DC推挽电路实现最大功率跟踪控制;后级DC/AC采用电压型PWM逆变器,可以方便地对光伏电站进行扩容,并稳定直流母线电压,实现光伏阵列的最大功率输出.最后在MATLAB/SIMULINK仿真平台上搭建两级式三相并网光伏发电系统仿真模型,并进行控制策略仿真.结果表明光伏并网系统能够稳定运行.     

两级式三相光伏并网系统的MPPT控制策略

基于Matlab／Simulink仿真建立了两级式三相光伏并网系统,以研究最大功率点跟踪（MPPT）控制策略．前级DC／DC变换器采用扰动观察法实现MPPT,后级逆变电路采取电压外环、电流内环的双闭环PI控制,以稳定直流母线电压,实现网侧电流的跟踪控制．仿真结果表明,采用的MPPT控制策略具有良好的动态响应性能,且能较好地稳定直流母线电压．     

太阳能电池最大功率点跟踪仿真研究

在太阳能电池电路模型和数学模型的基础上,利用Simulink模块搭建太阳能电池仿真模型,通过设定光照强度,能准确直观地反映出太阳能电池输出特性以及最大功率点的存在,验证了太阳能电池输出的非线性．在此基础上,分析了占空比扰动算法跟踪最大功率点的原理,结合DC／DC变换器实现了太阳能电池输出的最大功率跟踪,使太阳能电池能够迅速达到最大功率点附近并维持在最大功率点附近,为有效提高太阳能的利用率和系统的输出功率提供了一种新的方法．     

纯电动汽车复合储能系统及其控制策略

针对目前电动汽车由于蓄电池寿命和续航里程短导致其不能普及的现状,加入超级电容和DC/DC变换器构成复合储能系统,分析了汽车的运行状态,提出了一种改进的逻辑门限控制方法对复合储能系统进行能量控制。利用AVL CRUISE软件建立了整车模型,对能量控制策略进行了城市工况下的仿真验证。以48 V 5 k W的直流无刷电机及其控制器HPC300为载体,搭建了复合储能单元和其控制系统,仿真和实验结果表明该复合储能系统及其控制策略能够避免蓄电池的大电流输出和冲击,提高蓄电池的使用寿命和汽车的续航里程。     

交直流混合微网系统中直流母线电压稳定性控制策略

针对分布式电源(DER)波动性、间歇性及不确定性等导致的交直流微网系统直流侧母线电压波动,提出一种直流母线电压控制策略。采用由交错并联双向DC/DC(直流/直流)变换器与蓄电池组成的储能系统平抑直流侧功率波动及稳定直流母线电压,采用双向DC/AC(直流/交流)变换器实现对蓄电池及直流母线电压的维护控制,采用电压外环电流内环的双闭环控制策略对直流母线电压和蓄电池充放电电流进行控制。利用MATLAB/SIMULINK仿真平台分别搭建不同工作模式下的仿真模型,结果表明所提控制策略可有效抑制直流母线由于光照不稳定所造成的的功率波动。     

用于电动汽车的交错并联软开关双向DC/DC变换器

双向DC/DC变换器作为电动汽车能量控制的关键性元件,是复合电源储能系统中不可或缺的重要部件之一.鉴于不同的双向DC/DC变换器拓扑结构的选择能够影响其成本的高低、性能的好坏,以电压、电流应力最小的双向半桥变换器为基础,采用不添增额外半导体器件的软开关技术,有效的减小器件的开关损耗,并选取两相交错式拓扑结构来弥补输出电压、电流纹波大的缺点.在双向DC/DC变换器中采用两个电流内环并共用一个电压外环的控制策略,通过仿真实验验证了该变换器能够实现对能量双向流动的稳定控制,具有零电压、零电流开关,输出电压、电流纹波小的优点.     

燃料电池混合动力系统输出功率跟随研究

为提高燃料电池混合动力系统功率输出的动态特性,并提高其经济性,在基于DC/DC变换器微分平坦控制的基础上提出了基于高效率功率跟随的混合能量管理策略,建立了包括燃料电池、锂电池、DC/DC变换器和负载等部件的数学模型,并进行了仿真实验。研究结果表明:基于微分平坦控制的DC/DC变换器控制方法能够改善系统的动态响应,修正后的电池的荷电状态(SOC)维持且接近期望SOC值;燃料电池的高效率功率跟随控制策略可以实现系统功率的合理分配,使得混合动力系统可以更安全、高效地运行。     

电池储能系统功率稳定的非线性控制方法

建立了电池储能系统的数学模型,基于微分几何理论,充分考虑控制对象的非线性特点,设计了非线性控制策略,对电池储能系统的输出目标实现稳定控制.仿真结果表明:设计的非线性控制策略具有很好的动态性能,可以有效保持负载功率的稳定,同时也能减少由于干扰引起的母线电压降落.     

基于线性自抗扰的DC/DC升压变换器的控制策略研究

为了改善DC/DC升压变换器的动态性能和抗干扰能力,提出了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的双环DC/DC变换器控制策略.首先,基于状态空间平均法推导出DC/DC升压变换器电压外环和电流内环的传递函数;其次,通过设计线性扩展状态观测器(LESO)和线性状态误差反馈控制律(LSEF)来实时估计和补偿外部的干扰和内部的不确定性;最后,利用仿真实验验证了该控制器的可行性.实验结果显示,该控制器比传统双环PI控制器具有更佳的鲁棒性和自适应性,因此该控制器可用于稳定变压器的直流母线输出电压.     

基于自适应滑模的直流微网光伏发电控制策略

针对双光伏直流微电网运行时存在光伏发电端光照不均、负载端突变导致的微电网系统运行不稳定问题,提出了一种双光伏直流微网有限时间非奇异自适应滑模控制方法,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了该方法的稳定性.该方法根据两个光伏发电单元输出电压与电流的变化来构建控制器中的状态变量,结合有限时间非奇异滑模控制策略,使两个光伏发电单元输出电压快速相等并达到设定值,进而减小由于负载突变或光照不均引起的母线电压波动.仿真结果表明,该方法可有效地解决光照不均、负载突变带来的母线电压波动问题,具有良好的抗干扰能力.     

用于提高可再生能源发电系统电压稳定性的双向DC/AC/DC变换器研究

由于可再生能源具有随机性特点,使得可再生能源发电系统电压稳定性较差。设计了一种基于超级电容器储能系统的大功率、宽工作范围双向DC/AC/DC变换电路,对变换电路进行了原理分析,建立了数学模型,根据可再生能源发电系统直流母线电压的不同运行状态,设计了控制策略,通过控制能量在超级电容器与可再生能源发电系统之间相互传递,提高可再生能源发电系统的电压稳定性。通过仿真分析,验证了设计电路的正确性、控制策略的有效性和运行的灵活性。     

车载超级电容在地铁制动回收能量中的应用

针对地铁列车运行状态变化时引起直流电网电压出现很大波动的现象,设计了一种基于非隔离双向DC/DC变换器的超级电容储能系统。采用电压电流双闭环控制方法,建立储能系统充放电控制策略,并搭建储能系统仿真模型。仿真结果表明:车载超级电容储能系统能够达到稳定电网电压和节能的目的,同时验证了控制策略的正确性。     

用于超级电容器储能系统变流器的控制策略设计

超级电容器储能系统具有快速的功率响应能力,是改善以风电、光伏为代表的分布式电源出力品质的有效手段。采用双向DC/DC变换器和DC/AC电压源型变流器作为功率调整装置,实现对超级电容器储能系统功率吞吐和直流侧电压的控制。首先对超级电容器储能系统处于不同工作模式时的能量分布进行分析,在此基础上建立系统的数学模型。以稳定直流侧电压为目标,基于单端稳压双向功率流的控制方法设计了双向DC/DC变流器的控制器;采用双闭环解耦控制方法对DC/AC变流器有功/无功功率解耦控制。基于PSCAD/EMTDC软件搭建仿真系统,结果表明超级电容器储能系统能够实现对指定充放电功率准确快速的响应,直流侧电压工作稳定,工作效率高。     

直流微网供电系统控制技术研究

根据风能发电与太阳能发电的相辅特性以及蓄电池的储能特性,构建了一套多电源供电的直流微网系统发电模型.通过对此系统的能量流动及运行特性的分析,提出了此系统的能量管理方案.分别绘制出了直流微网各组成部分的模块方框图以及仿真模型.针对逆变器的拓扑结构得出了其控制的数学模型,采用基于SVPWM的电压电流双闭环控制实现了微网在并网和离网两种运行模式下的稳定运行和自动平滑切换.最后通过仿真测试验证了分布式电源、蓄电池、负载以及电网在不同的工况下此能源控制方案的可行性,实现了此供电系统的稳定运行.     

负载隔离式电动汽车再生制动控制策略研究

针对负载隔离式电动汽车能量利用率低的问题,本文主要对负载隔离式电动汽车再生制动控制策略进行研究。通过对负载隔离式电动汽车制动动力学和ECE法规进行分析,得出满足条件的制动力分配系数及制动力分配的上下限,据此提出基于制动强度划分的再生制动控制策略。在Matlab/Simulink搭建再生制动控制模型,并将模型嵌入到Advisor中进行仿真分析。仿真结果表明,与原控制策略相比,在CYC_NEDC工况下行驶时,汽车制动时电机输出功率提高,电机损失功率减少,电机输出的瞬时电流增大,说明该再生制动控制策略明显提高了电动汽车制动能量的回收效率。该控制策略为负载隔离式电动汽车进一步提高能量利用率提供了理论基础。     

基于反步滑模和PCH的永磁同步电机协调控制

针对单独采用传统意义上的信号控制策略和能量控制方法都难以满足对永磁同步电机的高性能控制要求,本文提出了将信号控制策略和能量控制策略相结合的控制方法。采用滑模控制思想,并结合反步法对信号控制器进行了设计,而能量控制器则根据端口受控哈密顿系统,利用最小损耗原理进行设计,同时利用指数函数将信号控制器与能量控制器协调起来,考虑当负载转矩未知时,引入负载转矩观测器,并利用Matlab/Simulink对所设计的协调控制系统进行仿真分析。仿真结果表明,所提出的协调控制策略不仅可以实现快速的转速响应,而且可以显著降低能量损耗。该研究为永磁同步电机的优化控制提供了新的解决方案。     

基于Matlab/Simulink的太阳能电池特性分析

为了提高太阳能发电系统的可靠性和效率,研究了太阳能电池的输出特性.采用Matlab/Simulink模块、基于光伏电池的物理特性建立了太阳能电池的仿真模型,得出了光伏阵列的特性曲线.仿真结果表明:所设计太阳能电池仿真系统的输出能理想地模拟太阳能电池的输出特性.     

光伏并网逆变器电能质量控制策略

针对由配电网存在大量非线性负载和光伏发电系统本身间歇性引起的谐波和电压波动问题,提出一种基于瞬时无功功率理论的改进型光伏并网逆变器控制策略,通过采用直流侧电压控制方式稳定逆变器直流侧电压,增加三相交流电压幅值反馈稳定PCC点电压,有效改善了光伏并网及配电系统的电能质量。最后,通过MATLAB/Simulink搭建光伏并网发电系统进行仿真,仿真结果验证了该控制策略的可行性。