基于可变虚拟电阻的下垂均流分析与电压补偿

为了解决不匹配的线路电阻和负载动态变化对电流分配和母线电压跌落的影响,提出了基于可变虚拟电阻的改进下垂法,实时采集各并联变换器的电压电流,建立变换器下垂系数与输出电流之间的数学模型,根据所建模型实时改变虚拟电阻,从而达到负载均流的目的。进一步根据不同负载变化情况下母线电压与期望值的误差动态调整母线电压,使母线电压稳定在期望值。最后通过仿真对比分析了传统下垂法和改进下垂法对负载均流和母线电压的调整效果。结果表明,改进下垂法有效降低了均流误差幅度和母线电压跌落幅度。     

模块化阻抗测量装置中变频信号源并联系统分布式均流控制

为实现模块化扩容及大功率输出,提出一种模块化隔离变频电源系统控制策略。该策略基于模块化变频信号源并联系统,设计同步控制和均流控制,从变频信号源根据主变频信号源的输出电流自动调节输出功率,实现自适应并联运行。首先,采集主变频信号源的相位信息,从变频信号源通过检测与其相位差产生同步信号并用于控制正弦基准信号的相位同步,进而控制从变频信号源保持同频和同相。此外,从变频信号源检测与主变频信号源的输出电流差值并调整正弦基准进行均流调节,可实现变频信号源间的输出均流。利用Matlab搭建仿真模型,仿真结果表明该控制策略可减小并联环流并有助于隔离变频电源系统稳定运行。     

单开关控制风光互补发电系统的控制策略研究

传统风光互补发电系统大多采用两个DC/DC变换器或者将风力发电机得到的交流电整流后与太阳能电池板并联作为DC/DC变换器的输入,本文提出了一个新型风光互补发电系统,采用太阳能电池板输出与风力发电机整流输出串联的方式,通过一个Buck/Boost电路向蓄电池充电。通过MATLAB仿真分析,提出了扫描法与扰动观察法(PO,Perturbation and observation method)相结合的MPPT控制方法,结合蓄电池充放电工作特点,采用了恒压与恒流综合控制的充电策略,实验结果验证了该方法的有效性。     

基于改进平均电流控制的并联储能系统均流方法

为改善传统的平均电流均流法动态响应差、直流母线侧电压随输出线阻变化的缺陷,实现直流微电网中并联运行的储能系统中电流的平均分配,提出一种基于均流环、电压环、电流环的三闭环结构改进平均电流均流法,给定电流来自微网中负载所需功率.该文分析传统平均电流均流法的原理,提出三闭环结构的改进平均电流均流法,建立双向DC-DC并联运行...     

基于多路隔离驱动电源的Buck PFC变换器

电能质量决定着多路隔离驱动电源的稳定性和效率,为此设计了一种Buck型功率因数校正(PFC)变换器,该变换器以UCC29910A为控制芯片,通过分析Buck PFC变换器架构原理和Buck电路工作过程,确定了电感、变压器等相关器件参数,并采用平均电流控制策略实现了功率因数校正的目的。利用Simplorer和Ansoft仿真软件对该控制策略下的功率因数校正效果进行仿真研究,并制作了一台80 W试验样机对理论分析的可行性和有效性进行验证。验证结果表明,该变换器在通用线路电压输入范围内可获得95%以上的功率因数,满足IEC61000-3-3规范的要求。     

考虑寄生参数的Buck变换器建模仿真

提出了一种考虑寄生参数(如金属-氧化物半导体场效应晶体管导通电阻、二极管正向压降和正向电阻、电感等效串联电阻、电容等效串联电阻和电流纹波)的新型同步整流Buck变换器在连续工作模式(CCM)下电路平均建模方法。建立了大信号平均、直流模型,着重研究小信号电路模型。研究电压控制同步整流器降压转换器的闭环建模,推导传递函数并进行仿真研究,剖析转换器的寄生参数对控制电路设计的影响,进一步阐明考虑寄生参数建模的重要性。     

基于功率下垂控制的逆变器并联技术仿真研究

针对逆变器并联系统进行了数学建模,分析了并联系统环流与逆变器基准信号幅值和相位的关系,提出了基于有功、无功功率下垂控制的均流控制方案以及基于旋转坐标变换的有功功率和无功功率的计算方法.该控制方案在Matlab/Simulink进行了建模仿真,结果表明,在逆变器无互联线并联情况下,两组并联逆变器电流得到了良好的均分,系统具有较强的静态、动态性能.     

一种基于可靠性的大功率开关模块选择方法

针对大功率变流器开关模块的选择,以车载双向Buck/Boost变换器为依托,分析不同电压、电流等级的IGBT模块的可靠性。以器件手册为参考,采用曲线拟合结合参数修正的方法,计算不同IGBT、反并联二极管的损耗。根据模块的结温情况,利用线性疲劳损伤积累器件可靠性模型,预测采用不同开关模块变流器的可靠性。结果表明,同等情况下,相同电流容量的模块,电压等级越高,其平均结温和结温波动幅值越大,可靠性越低;相同电压等级模块,电流等级越大,其平均结温和结温波动幅值越小,可靠性越高。依据可靠性预测的方法选择大功率开关模块,可以优化变流器设计,提高整体可靠性,具有一定的工程应用价值。     

一种基于开关电容倍压单元的新型浮地并联高增益变换器

针对传统Boost变换器电压增益低、开关器件电压应力大不适用于燃料电池/光伏发电系统的问题,提出一种新型非隔离高增益DC/DC变换器.该拓扑采用浮地并联结构,主电路上下对称,并结合开关电容单元有效提高了变换器的电压增益;此外变换器还具有开关器件低电压应力、低电流应力、电感电流自动均流的优点,多电感并联的结构则有利于提升...     

一种Buck变换器输出电容故障在线预测方法

提出一种基于特征参数退化的Buck变换器输出电容故障在线预测方法。首先,分析输出电容的失效机理,选取反映电容退化规律的等效串联电阻(ESR)RESR和电容值(C)为退化特征参数。然后,根据Buck连续导通模式,提出一种新的利用输出电压纹波分量计算特征参数ESR值RESR和C的在线提取方法,该方法可高效无电流传感器实现ESR值RESR和电容C在线监测。最后,利用特征参数ESR值RESR和C的时间序列,采用最小二乘支持向量机、BP神经网络和灰色模型实现Buck变换器输出电容故障值预测。仿真实例及试验验证该方法的有效性和准确性。     

氢燃料汽车双向DC-DC变换器改进模型预测控制

双向交错并联DC-DC(BDC)变换器是氢燃料电池汽车实现供电可靠性和能量回收的重要设备,采用传统控制方法时BDC变换器面临着响应速度慢、稳定性不高、输出电流纹波大等问题,针对上述问题,本文采用一种带约束条件改进模型预测电流控制方法.该策略针对BDC变换器两种不同工作模式分别建立其数学模型,基于矢量工作原理搭建BDC变换器不同工作模式改进电流预测模型;然后针对模型预测控制过程开关抖动频繁的问题,对成本函数进行优化设计,约束条件中加入控制变量增量;为解决输出电流纹波问题,改进模型预测控制策略通过在线计算开关占空比,得出矢量作用时间,设计成本函数实现控制目标;实验和仿真对比结果显示传统电流控制方法响应时间和电流纹波分别为0.1 s和5 A,改进MPC模型预测控制响应时间和电流纹波分别为0.02 s和1.5 A,实验和仿真对比结果表明带约束条件模型预测电流控制具有更好的动态响应和稳定性能,验证该算法的有效性.     

A control strategy for the distributed energy storage system for a DC distribution power network

直流配电系统中分布式储能系统采用电压型下垂控制策略时,分布式储能各个单元之间耦合程度很高,易受线路阻抗的影响,均流效果较差。针对电压型下垂控制策略的不足,本工作提出一种电流型下垂控制策略,分析了关键控制参数的计算方法,实现了分布式储能系统各单元之间线路阻抗解耦。最后,基于理论分析,以储能变换器采用Buck/Boost双向变换器为例,搭建仿真和实验平台,对所提控制策略进行实验验证,实验结果表明,新型电流型下垂控制策略相较于传统电压下垂控制算法具有更好的功率分配效果。     

一种适用于BESS的交错并联双向DC/DC变换器

针对现有电池储能系统(BESS)双向DC/DC变换器(BDC)电压增益低和开关器件电压应力高等特点,提出一种适用于BESS的两相交错并联BDC。该储能系统(ESS)能有效结合Z源网络和交错并联结构的优势特性。详细分析了该ESS的工作原理、Boost和Buck模式,并推导出2种工作模式下的电压变化比。同时对该ESS两相交错并联BDC的带逻辑判断单元的载波移相控制策略进行了详细介绍。在Matlab/Simulink中搭建仿真实验模型,验证了该ESS各工作模式下的主要工作波形。仿真实验结果表明该系统具有电压增益高、开关器件电压应力低和各相电感之间能实现自动均流等优点。     

一种适用于BESS的交错并联双向DC/DC变换器

针对现有电池储能系统(BESS)双向DC/DC变换器(BDC)电压增益低和开关器件电压应力高等特点,提出一种适用于BESS的两相交错并联BDC。该储能系统(ESS)能有效结合Z源网络和交错并联结构的优势特性。详细分析了该ESS的工作原理、Boost和Buck模式,并推导出2种工作模式下的电压变化比。同时对该ESS两相交错并联BDC的带逻辑判断单元的载波移相控制策略进行了详细介绍。在Matlab/Simulink中搭建仿真实验模型,验证了该ESS各工作模式下的主要工作波形。仿真实验结果表明该系统具有电压增益高、开关器件电压应力低和各相电感之间能实现自动均流等优点。     

双极性直流微网多交错并联电压平衡器协调控制

为了实现双极性直流微网低纹波稳定运行,对多台交错并联型电压平衡器并联运行系统进行研究。交错并联的变流器需要进行相间均流控制,通过理论推导得出电感电流偏差与输入侧电容电压的关系,继而提出一种间接电感均流控制方法,以此进行占空比的二次调节。在对单台电压平衡器分析的基础上,将基于二次调节的改进下垂控制应用于多台交错并联型电压平衡器并联协调控制中,实现了多台变流器间负载电流合理分配。最后在Simulink中验证了所提控制方法的正确性。     

基于DSVPWM的PMSG并联型GS-NSC研究

为提高九开关变换器直流侧电压利用率,减少开关损耗,采用一种不连续空间矢量脉宽调制（DSVPWM）,同时将九开关变换器用于直驱式永磁同步风力发电机（PMSG）网侧构成并联型网侧九开关变换器（GS-NSC）。在对并联型GS-NSC控制策略、故障穿越方案进行理论分析的基础上,建立PMSG并联型GS-NSC仿真模型,设计多种电网电压故障工况对其进行仿真研究。结果表明,在电网电压正常工况下,并联型GS-NSC可维持电网电流的正弦波特性。在电网电压跌落工况下,并联型GS-NSC可向电网注入无功电流辅助电网电压的恢复,并通过提升并网电流幅值减少卸荷电路的功率损耗,降低PMSG散热负担。在电网电压骤升工况下,并联型GS-NSC可动态分配直流母线电压,避免因直流侧过压而导致PMSG退出运行。     

非线性最优控制及其在Buck变换器上的应用

针对工作点变化范围较大的特殊领域,基于Buck控制器的系统难以实现全局稳定,在Buck变换器状态空间平均模型的基础上,提出了利用微分几何的非线性最优控制策略设计控制器,实现了在工作点大范围变化时的系统稳定,有效提高了系统的动、静态性能.Matlab/Simulink仿真结果表明,控制系统对千扰有较强的鲁棒性.     

应用于小型风力发电系统的Buck电路

提出了应用于小型风力发电系统的Buck电路结构.采用几何参数法(K-G法)设计电感;并基于PWM开关模型,建立了Buck电路的小信号交流模型.在Matlab环境下,分别建立了Buck电路的电路仿真模型和传递函数仿真模型,并利用该模型构建了以蓄电池和电阻为负载的风电系统模型.对蓄电池恒压和浮充充电的仿真结果表明,Buck电路能满足风电系统功率控制的要求.     

二次回路交流串扰继电器线圈对继电器动作的影响分析

交流串扰直流系统可能会引起保护误动,但对该问题尚缺乏完整的理论和仿真分析模型。为解决该问题,建立了交流串入继电器线圈的数学模型与仿真模型。通过对比数学公式计算、MATLAB仿真、实际试验结果,验证了理论分析与仿真模型的正确性。分析和试验均证明,在交流串扰继电器线圈情况下,继电器线圈两端的电压与直流电源、交流串扰电源正相关,与限流电阻、平衡桥电阻负相关,受直流系统电容影响不大,并提出了提高继电器动作功率、选择合适的平衡桥电阻、采用合适限流电阻等防止交流串扰直流引起保护误动的措施。     

适用于光伏直流升压变换器的故障诊断及保护策略

以输入并联输出串联（IPOS）型Boost全桥隔离变换器（BFBIC）为研究对象,针对其内部故障发生后无法迅速定位的问题,提出基于波形积分法的故障诊断策略。该策略通过选取变换器内部固定测量点,基于运行机理分析变换器发生硬故障或直流汇集线路故障时各电气量的波形特征,并通过总结特征规律对故障位置进行识别。针对现有冗余桥臂方案在BFBIC-IPOS上不适用的问题,提出利用冗余升压单元实现内部故障穿越的保护策略。该策略通过更改器件参数及冗余单元备用状态,避免升压单元投切过程中的过流、过压问题。最后,通过PSIM建模仿真,验证故障诊断策略及冗余保护策略的有效性。