电动汽车的双向DC-DC变换器多模态控制方法

针对当前电动汽车功率控制过程中存在负载跳变抗干扰性能差、响应速度较慢等问题,提出一种应用于电动汽车的双向DC-DC变换器多模态控制方法。文章详细分析了电动汽车双向DC-DC变换器的拓扑结构和升降压控制模式;结合不同工况下的变换器工作状态,分析电压和电流模式控制,得出其电压、电流开闭环函数;利用多模态控制方法,由变换器的功能控制单元下达电压、电流环给定信号来实现功率波动平抑控制;在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明,文章所提出的控制方法能够较好地实现双向DC-DC变换器的功率波动平抑功能,具有稳定性好、对负载跳变抗干扰性能强、响应速度快的特点。     

准Z源软开关高增益DC-DC变换器

为使光伏系统能够稳定地输出逆变器母线所需高压直流电，需使用高增益DC-DC变换器来实现光伏组件电压等级提升，基于此设计一款准Z源软开关高增益DC-DC变换器应用于光伏系统中。在准Z源框架基础上使用有源开关管替换二极管并嵌入耦合电感和开关电容模块，可实现软开关、高电压增益以及高效率。介绍该变换器的工作原理，分析稳态下性能表现，并与同类型变换器进行比较，结合变换器的建模仿真及样机实验，验证理论分析的正确性。     

光伏储能双向DC-DC变换器的自抗扰控制方法研究

为了提高光伏储能系统的快速性和抗干扰能力,同时考虑到双向变换器的非线性特性,在建立双向DC-DC变换器数学模型的基础上,提出一种基于自抗扰控制器(active disturbance rejection control,ADRC)的双向DC-DC变换器控制方法,设计适用于光伏储能双向DC-DC变换器的自抗扰控制器,并对系统进行实验验证。实验结果表明基于ADRC的控制策略能有效抑制直流母线电压波动和冲击,提高光伏储能系统的动态性能和抗干扰能力。     

独立光伏发电系统的能量优化管理

提出了一个由光伏电池、蓄电池、单向DC-DC变换器和双向DC-DC变换器组成的独立光伏发电系统。为了在不同的工作条件下使直流母线电压稳定,采用一种光伏发电系统的协调控制策略,对系统能量进行管理,使光伏电池和蓄电池协同工作。通过Matlab仿真证明了所提出的控制策略的正确性与可行性。     

模块化LCC谐振变换器在光伏发电直流并网系统的应用

模块化LCC谐振变换器级联拓扑具有软开关、高功率密度、易于扩展、输出能力强等优势,在光伏并网领域有着极大的发展潜力,但也存在着输出电压不均衡的问题。多模块LCC变换器的不均压问题是由模块间参数偏差引起的,主要通过谐振参数偏差和共模干扰造成模块间不均压。针对容性滤波的两模块LCC变换器,建立了大信号模型计算各模块输出电压及不均压度,并搭建了两模块LCC变换器的样机平台,对所提出的含分布参数影响的两模块LCC模型进行了验证。所提模型可为变换器设计的容差分析提供依据,让模块化LCC变换器拓扑更稳定的应用于光伏并网系统。     

基于Matlab/Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真

根据光伏阵列的输出伏安特性,建立了光伏阵列通用仿真模型,并在此基础上提出了一种自适应占空比干扰观察法,建立了以Boost电路为核心的仿真模型,通过控制Boost DC-DC变换器实现了光伏阵列的最大功率点追踪（MPPT）,提高了光伏阵列的利用效率。对于三相光伏发电并网系统的研究,本文主要从PQ控制原理入手,在dq坐标系下建立了仿真模型,通过仿真得出PQ控制下的三相光伏发电并网运行特性,证明了仿真模型的正确性和有效性。     

双向DC-DC与超级电容系统非线性协同控制研究

以含超级电容为储能本体的光伏变换器系统为研究对象,提出一种改进型非线性协同控制方法对超级电容进行充放电控制,并通过双向DC-DC变换器协调光伏供电母线与超级电容之间的能量传递,可有效增强光伏发电系统母线电压稳定性。对该控制策略进行Matlab/Simulink模拟分析与实验验证,研究结果表明:采用带积分项与设定参数在线调整的改进型非线性协同控制方法能有效提高微电网直流侧适应光伏发电随机波动性和间隙性的能力,克服超级电容充放电过程中端电压变化大、无稳定工作点及DC/DC变换器本质是非线性的弊端,从而避免电压波动引起的电网故障;在突发辐照度变为0 W/m~2,超级电容端电压大幅下降故障后系统具有快速动态恢复效果。该方法实现简单、抗干扰性强,适于超级电容直流储能单元。     

基于自适应模型预测算法的光伏并网逆变器无功电压控制策略研究

分布式光伏电源接入电网会引起并网点电压升高,传统无功电压控制方法控制精度低、响应时间长。文章将模型预测控制算法引入到无功电压控制算法中,并加入参数自适应环节,形成自适应模型预测算法。该算法可以很好地适应光伏逆变器,详细阐述了基于自适应模型预测算法的无功电压控制策略实现过程,并给出主要参数的计算方法。通过仿真和实验,验证文章所提出的方法在控制精度和响应速率方面均优于现有算法。     

模型预测控制结合黄金分割点法的MPPT控制

最大功率点跟踪是目前光伏发电技术的研究重点,针对传统最大功率点跟踪算法的不足,提出了一种模型预测控制结合黄金分割点法的最大功率点跟踪方法。首先利用黄金分割点算法得到最大功率的参考值,并结合模型预测控制预测出由输出功率构成的最优化性能指标函数,然后通过控制Boost变换器的开关管占空比,快速准确地跟踪光伏电池的最大功率点,最后运用MATLAB/Simulink仿真软件搭建光伏发电系统的最大功率点跟踪仿真模型,并利用仿真结果来验证模型预测控制结合黄金分割点法最大功率点跟踪方法的可行性。     

基于无源性的直流微电网并联变换器控制策略

针对可再生能源聚合而形成带混合负载的直流微电网稳定性与协调性问题,提出一种将无源控制与改进非线性干扰观测器前馈补偿相结合的新型控制算法,在消除恒功率负载对直流微电网的影响的同时提高了系统鲁棒性,再利用线路阻抗补偿来改善分流精度与实现电压无偏差。该文利用Matlab/Simulink搭建并联DC-DC变换器仿真模型进行验证,通过对比传统无源控制与比例积分调节的无源控制表明,提出的控制策略抑制了恒功率负载与线路阻抗对直流微电网的影响。最后,在Opal-RT半实物实验平台验证了该策略的有效性。     

一种可应用于新能源发电系统的双绕组高效率高升压DC-DC变换器

为解决光伏发电等新能源发电技术输出的直流电压等级较低、不能满足并网电压要求的问题,提出一种可应用于新能源发电系统的双绕组高效率高升压DC-DC变换器。在传统Boost变换器的拓扑中融入开关电容结构与磁耦合升压技术,获得高电压增益,并降低开关管电压应力。拓扑的无源钳位结构有效解决了开关管电压尖峰过高的问题,提高了能量转换效率。详细研究了所提变换器工作原理后,对元件电流、电压应力以及变换器效率进行定量计算。于实验室搭建200 W样机验证所提变换器的可行性,实测变换器最大效率为97.5%。     

三电平并网逆变器的改进型有限集模型预测控制

传统的基于Lyapunov定律的有限集模型预测控制（FCSMPC）在参数不匹配时,会导致其控制方法的鲁棒性较差,严重时甚至会导致系统不稳定。针对上述问题,该文从理论上详细分析了传统的基于Lyapunov定律的有限集模型预测控制的参数鲁棒性问题,并通过引入Luenberger观测器来估算由参数不匹配引起的干扰,然后将干扰补偿到基于Lyapunov定律有限集模型预测控制中,提高了控制系统的鲁棒性和稳定性。此外,该文还考虑了有限集模型预测控制中的延迟补偿问题以及低开关频率问题。利用DSP-TMS320f28377软件在三电平并网逆变器实验平台上实现了所提出的控制方案,实验证实了所提出方法的有效性。     

一种级联Boost和Luo变换器的新型组合式单开关变换器

高增益DC-DC变换器正越来越多地应用于太阳能光伏或其他可再生能源发电系统.良好的稳态和动态性能以及更高的效率是为上述应用选取变换器的先决条件.为此设计并实现一种级联Boost和Luo变换器的新型组合式单开关升压DC-DC变换器.首先,详细阐述该新型组合式变换器的拓扑结构与工作原理;然后,将所提变换器与其他类似变换器在...     

新型高升压耦合电感DC-DC变换器

在光伏发电系统中，为实现高增益直流母线电压并网需求，提出一种新型高升压耦合电感DC-DC变换器。通过耦合电感匝比和开关占空比双重调节，提升变换器的高升压能力。利用无源钳位回路对开关器件实现电压钳制，通过耦合电感的漏感吸收开关器件开关瞬间的电流脉冲，有效减小开关器件开关损耗和脉冲冲击，提高了变换器使用寿命。开关管电压应力低、本征占空比小，开关损耗小，有利于提升变换器效率。对变换器工作原理和具体模态进行分析，推演了各器件应力和选型依据。结合仿真和实验对比，验证了新型高升压耦合电感DC-DC变换器的理论正确性。     

带恒功率负载多电平Boost变换器的复合非线性控制

针对带恒功率负载的多电平Boost变换器,提出一种将非线性干扰观测器和自适应滑模控制器相结合的复合非线性控制策略。首先应用精确反馈线性化方法将模型转化为布鲁诺夫斯基标准形式。然后在保证大信号稳定的前提下,将自适应控制方法和非线性干扰观测器加入到滑模控制器的设计中,利用李雅普诺夫理论证明整个闭环系统的稳定性。仿真和实验结果表明,与双闭环PI控制方法相比,该控制策略具有更好的动态调节性能和更强的鲁棒性。     

单输入单相SPWM调制的光伏并网发电系统控制规律的研究

根据单相全桥主电路工作原理，指出了由全桥电路构成的变换器是一个能量可双向流动的变换器，提出了SPWM调制光伏并网发电系统。为了防止直流侧电压失控，应采用电网电压前馈控制。根据系统的控制框图，分析了系统的稳定性和控制器参数的整定以及单输入系统的跟踪误差，并给出了解决方法。     

新型高效率无漏电流单相非隔离光伏逆变器

为实现“双碳”及“铜退硅进”的目标,非隔离型逆变器在光伏新能源发电领域得到了广泛的研究与应用。非隔离光伏并网系统中存在的漏电流问题是迫切需要解决的关键问题之一。为解决该问题,文中提出了一种新型单级共地型无漏电流,高效率非隔离光伏并网逆变器拓扑结构。分析了所提逆变器前级DC-DC升降压电路的工作原理和模态,给出了其软开关实现条件。研究了新型拓扑结构的无漏电流内在机理,以及推导了其输出电压特性。搭建了基于PSIM软件的仿真模型,仿真结果表明：与传统漏电流抑制拓扑相比,该拓扑结构可实现无漏电流光伏并网,而且前级DC-DC变换器可实现软开关,可在较宽输入电压范围内实现高效率、高质量电能并网。     

最大功率点跟踪原理及实现方法的研究

对最大功率跟踪控制中DC-DC变换器的原理和控制方法进行了实验研究,利用DC-DC转换电路测量和单片机控制系统实现最大功率点跟踪,使太阳电池始终保持最大功率输出;同时提出了实现最大功率跟踪的控制方法,并通过实测结果说明最大功率跟踪系统的效果。     

适用于集中型光伏直流升压变换器的MPPT策略

针对基于输入并联输出串联（IPOS）型Boost全桥隔离变换器（BFBIC）的集中型光伏直流并网系统,采用小信号分析法对系统进行静态稳定性分析,进一步对适用于变换器的光伏最大功率点追踪（MPPT）策略展开研究。为满足工程实用性,提出一种能与DC-DC变换器双环控制相耦合的MPPT新算法,该算法基于恒定电压法和扰动观察法,通过变步长采样三点进行比较的方式精确逼近最大功率点。通过PSIM建模仿真,验证了新算法的有效性以及较好的追踪效果。     

直流微电网用非隔离高增益DC-DC变换器

在直流微电网中,光伏需要依靠电力电子功率变换器并网。文章提出了一种非隔离高增益DC-DC变换器,该变换器采用改进的开关电感,以提高负载的输出电压,对其连续导通模式和不连续导通模式下的稳态进行了分析,并与其它功率变换器拓扑进行了比较。最后,在Matlab仿真平台和实验样机上进行了对比,仿真和实验结果与理论分析结果基本一致。文章所提变换器与传统升压变换器相比,具有较高的电压增益,虽然该变换器使用了两个功率开关,但由于两个功率开关采用统一操作,因此控制电路简单。