基于Matlab自动代码生成的SVG研究

静止无功发生器(SVG)作为新一代无功补偿装置,得到了广泛的关注和研究。在此提出了基于Matlab自动代码生成的SVG开发方法,将Matlab/RTW工具与Simulink相结合,应用比例积分(PI)加重复控制的双环控制策略,自动从Simulink模型生成代码,且自动建立可实时运行的程序。并通过对比仿真与实验波形,验证了基于Matlab自动代码生成的SVG设计的可行性与高效性。     

基于VSC的超导储能装置中功率调节系统的设计

针对超导储能装置中基于电压源型变流器的功率调节系统,给出了基于电压源型变流器(VSC)和斩波器(Chopper)的超导储能(SMES)装置功率调节系统(PCS)的主电路拓扑结构和使用占空比表达的PCS低频数学模型,提出了使用非线性变换实现状态方程线性化的方法,通过状态方程的线性化实现有功功率、无功功率及直流侧电压解耦控制的系统设计。Matlab/Simulink环境下系统仿真结果表明,设计的PCS系统控制器对阶跃和正弦波功率指令具有很强的跟踪能力,且直流侧电压有很强的抗干扰能力。     

在线供电模式的移动储能装置控制策略研究

在线供电模式的移动储能装置含有两台PCS,其中一台PCS做AC/DC变换,另一台PCS做DC/AC变换,且做DC/AC变换的这台PCS无论在储能系统并网还是离网的状态下,使得其一直都处于运行状态,保证系统不间断工作。本文基于移动储能装置的系统拓扑结构,研究适用于实现在线供电模式下运行的储能装置系统的控制策略,最后通过Matlab/Simulink软件对储能系统在电网电压正常、电网电压不正常等情况进行仿真分析,本文仿真结果表明,本文所研究的在线供电模式的移动储能装置控制策略的有效性。     

基于dSPACE的感应电动机矢量控制系统

dSPACE基于Matlab/Simulink,实现了和Matlab/Simulink的完全无缝连接。dSPACE实时仿真系统拥有具有高速计算能力的硬件系统,包括处理器、I/O等,还拥有方便易用的实现代码生成/下载和试验/调试的软件环境。     

SMES用电压源型功率调节系统的建模与控制方法研究

以电压源型功率调节系统为对象,研究其建模及其控制方法。首先给出电压源型功率调节系统的结构,包括电压源型变流器和斩波器的主电路拓扑结构及其连接关系;随后导出占空比表达的PCS低频数学模型,并使用非线性变换实现状态方程线性化,基于线性化后的模型给出有功功率、无功功率及直流电压解耦的控制系统设计方法;最后在Matlab/Simulink环境下对PCS功率跟踪能力及SMES装置抑制风电功率波动的效果进行了仿真验证。仿真结果表明：所设计的PCS系统控制器对阶跃和正弦规律变化的功率指令具有优秀的跟踪能力,同时具有较强稳定直流电压的能力,该PCS接口的超导储能装置应用于风力发电系统中,能够达到减小风电功率波动,平息出力的目标。     

快速原型中Simulink模型的代码自动生成

快速原型仿真是实时仿真的一种,它处于产品研发的算法设计阶段与具体实现阶段之间,是产品研制过程中的一个重要环节。本文介绍了在快速原型系统中如何利用Matlab/Simulink的代码生成功能将Simulink模型转换成目标语言模型的方法;既避免了Simulink模型在Matlab/Simulink环境下仿真速度低下的问题,又能大大降低用目标语言编程建模的工作强度。实际应用表明,通过使用Simulink模型的C代码自动生成,可以方便快捷地将Simulink模型应用于半实物仿真系统,缩短研制周期,并提高仿真系统的灵活性和可靠性。     

一种适合于储能PCS的PI与准PR控制策略研究

储能变流器(PCS)是储能系统的核心部件,主要运行模式有并网和离网两种。本文重点针对储能PCS在离网条件下所采用的定电压/频率控制策略进行研究,从储能PCS的拓扑结构入手,建立其数学模型,并制定相应的控制策略。根据控制器选择的不同,本文分别介绍了基于PI控制器以及准PR控制器的控制策略,画出了详细的控制框图。最后基于Matlab仿真模型,制定了两种不同运行工况,针对这两种工况对不同控制器条件下PCS的外输出特性进行对比分析,并得出相应的结论,为工程实践提供相应的理论支撑和指导经验。     

基于RTW的2H桥逆变器SPWM目标代码自动生成

提出一种基于实时代码生成工具(RaW)的TMS320F2812型定点DSP控制系统.给出了基于Matlab/RTW的系统设计方法和开发流程.结合该集成一体化控制平台,提出了一种基于嵌入式目标代码自动生成的2H桥级联逆变器SPWM产生方法,利用Matlab/Simulink工具建立了算法模型.仿真验证算法后.给出了以TMS320F2812型定点DSP为目标的SPWM控制模型,并自动生成代码,编译、下载到目标DSP中运行.产生的波形与理论吻合.这种基于模型的设计流程,实现了工程开发过程中从算法设计到最终实现的所有阶段,提高了产品开发效率,降低了成本.     

自动代码生成在列车空调电源软件中的应用

自动代码生成是一种图形化的软件编写方法,因具有易编写、易仿真的优点,被应用在汽车、轨道交通、电力等行业的电控系统.首先介绍Matlab Embedded Coder自动代码生成的基本原理和流程,借助160 km/h标准动车组空调逆变电源软件开发,使用Simulink和Stateflow工具箱搭建控制模型,介绍了该电源启停时序、调制及冗余逻辑的模型实现;然后结合主电路模型进行仿真,并将控制模型自动生成代码,部署至TMS320F28335 MCU,通过样机试验,展示了自动代码生成在该项目上的有效应用和高效的优势,目前,该软件已成功装载在列车上.     

单相桥式逆变器SPWM目标代码自动生成研究

提出了一种基十Matlab/RTW的系统设计方法和开发流程.结合该集成一体化的摔制平台,提出了一种基于嵌入式目标代码生成工具的单相桥式逆变器SPWM波产牛方法.利用Matlab/Simulink工具建立算法模型,经仿真验证算法后.给出了以TMS320F2812型定点DSP为目标的SPWM控制模型,并自动牛成代码,编译、下载到目标DSP中运行.产生的波形与理论吻合.这种基于模型的设计流程,实现了工程开发过程从算法设计到最终实现的所有阶段,从而提高了产品开发效率,降低了开发成本.     

并网型微网规约转换方案研究

针对利用编程语言实现的PCS通信规约转换中出现的效率低、灵活性差且难保证程序稳定的问题,提出了一种基于可配置的PCS规约转换方案,并将其应用于微网储能系统的并网试验。通过分析微网系统的特点,建立各个功能模块的IEC61850模型、拓扑映射关系,给出了一种具体可行的PCS转换配置方案,完成了IEC61850规约和私有规约的映射转换。实验证明通过配置转换方案能够控制PCS装置,实现储能系统与电网系统的并离自动切换功能,提高了微网系统的电能质量及自动化水平。     

串并联型超级电容器储能系统在风力发电中的应用

基于超级电容器的串并联型储能系统可同时双向大范围快速调节有功功率和无功功率。为提高风力发电系统稳定性和改善电能质量,提出了一种将串并联型超级电容器储能系统应用于基于异步发电机的风力发电系统的新思路,建立了基于等效电路的超级电容器储能系统的动态数学模型,设计了相应的控制策略,并以随机风和电网大扰动为例,在Matlab的Simulink环境下对采用串并联型超级电容器储能系统对并网风力发电机组的电能质量和稳定性问题进行仿真。结果表明采用该控制策略的超级电容器储能系统可很好地改善并网风力发电机组的电能质量和稳定性。     

级联多电平储能功率转换系统调制方法分析

主要针对H桥级联型大容量电池储能功率转换系统(PCS)调制策略进行了理论分析和研究。首先针对载波移相PWM调制,载波层叠PWM调制以及阶梯波调制分别分析了其电压频谱特性,并设计出一种简单的阶梯波调制方法。其次基于容量等级和额定电压为2 MW/10 kV的储能功率转换系统,构建了Matlab仿真模型,仿真验证了这种阶梯波调制的有效性并比对不同调制方法的差别。     

基于智能化储能式应急电源系统的设计研究

针对传统应急电源存在的诸多弊端,利用最新的电力电子技术和嵌入式技术,以磷酸铁锂电池为储能介质,设计了一种智能化储能式应急电源系统,对其中的电池管理、能量转移式均衡、电池保护以及双电源自动切换等关键性技术进行了深入的阐述,给出了系统研究方案、设计思路、结构框图和工作流程。以双电源切换开关为例,利用Matlab/Simulink软件搭建了仿真模型,进行了仿真实验,仿真结果证实了方案的有效性。     

基于储能站监控的PCS 微电网规约转换器研制

提出了一种基于可配置PCS微电网规约转换器的规约转换方案,完成了IEC 61850规约和私有规约的映射转换。给出了硬件和软件设计方案,研制的PCS微电网规约转换器通过GOOSE网络基于GOOSE服务发布采集状态信息和GOOSE服务接收指令,通过MMS网络完成和监控后台通信功能。试验结果表明,通过配置转换方案能够控制PCS装置,实现储能系统与电网系统的并离自动切换功能,完全满足智能化微电网基于IEC 61850的通信要求。     

基于MMC的光伏发电-电池储能系统控制策略

将模块化多电平(MMC)技术与电池储能相结合,提出了一种基于模块化多电平技术的光伏发电-电池储能系统的拓扑结构,并对该系统的核心环节——基于MMC的电池储能系统(BESS)进行了研究。以功率控制为出发点,分别对BESS交流接口和直流接口的电流控制进行了讨论分析,提出了一种适合于光伏发电-储能一体化系统充电与放电的控制策略。在Matlab/Simulink环境下的仿真证明了相关分析以及控制策略的合理性。     

Matlab模型接入PSASP潮流计算模块的方法

应用Matlab中的RTW(real-time workshop)模块的代码自动生成功能,借鉴PSASP用户自定义(UD)和用户程序接口(UPI)的实现方法,提出了一种将Matlab Simulink环境下搭建的模型接入PSASP潮流计算模块的方法,并在PSASP 7.0版本中予以实现。通过配置RTW代码生成、编译过程,并开发相应的接口程序,可将Matlab Simulink环境下搭建的数学模型自动转换为动态链接库。根据Matlab仿真计算的特点,研究了Matlab模型在PSASP潮流计算模块中调用的流程和方式,并开发了相应的接口程序。计算结果表明,采用相同功能的Matlab模型和PSASP用户自定义模型,两者潮流计算结果一致,验证了所提出方法的正确性。     

基于多组储能动态调节的直流微电网电压稳定控制策略

提出一种基于多组储能动态调节的直流微电网电压稳定控制策略。由于新能源具有波动性并为了提高储能系统的供电可靠性，选择配置一定控制系统的多组储能来控制母线电压稳定。为了避免储能单元过充和过放并降低对通讯的依赖程度，根据储能单元荷电状态（SOC）及最大功率、直流母线电压设计自适应下垂控制自动调节不同储能单元之间的负荷功率分配。此外，设计前馈补偿控制器对下垂控制功率环参考电压进行动态校正以控制母线电压稳定。同时，该控制策略依据直流母线电压自动切换不同变流器工作状态，确保各工况下均有变流器控制直流电压稳定及系统源荷功率平衡。最后，利用Matlab/Simulink搭建仿真模型，结果表明所提出的直流微电网电压稳定控制策略可控制直流微电网稳定运行，各储能单元之间负荷功率可自适应动态分配，并减小了母线电压波动。     

基于模糊自抗扰的风电场储能虚拟惯量控制

随着风电机组在电力系统并网增多,能够支撑电网频率的惯性愈发降低,系统频率的稳定性受到了影响,为此,提出一种基于模糊自抗扰储能惯量控制的双馈风电机组电网频率调整方法.该方法通过设计模糊自抗扰控制器来控制储能系统的运行,进而为电网有功频率提供支撑;为有效估计和补偿系统的不确定性及扰动,利用模糊规则自动修改整定扩张状态观测器参数.最后,应用Matlab/Simulink来分析模糊控制和模糊自抗扰控制的储能惯量控制结构下电网频率及其他机组参数.仿真表明,所提方法具有更好的电网频率调节功能,同时,提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力.     

基于混合储能的风/光/储微电网控制策略

以风力发电、光伏发电等间歇式电源组成的微电网,电源输出功率、电压的随机性和波动性增加了微网控制的复杂度。提出了一种基于混合储能方案的控制策略,通过控制分布式储能和集中式储能系统的充放电,维持微电网功率、电压稳定和运行可靠性。基于Matlab/Simulink仿真平台建立了微电网系统仿真模型,仿真分析并验证了该控制策略的正确性和有效性。