高压侧测量用电源设计

分析了高压侧测量用电源从母线电流取能的供电方案,针对高压母线电流动态变化范围大的特点,设计互感器时使铁心大多情况下处于饱和状态,当母线电流较小时用锂电池作备用电源辅助供电,当母线电流较大时作为能源,同时对锂电池充电.介绍了2种具体的电源方案:一是采用稳压管吸收多余电流的简便设计,可以限制输出电压,该电路适用于100 mW以下的低功耗电路,电源体积较小;二是采用晶闸管限定交流输入电压峰值,对于母线电流变化范围大的应用场合,控制了整流电路输出电压上限,宽范围直流输入电压采用DC/DC稳压输出.     

容错型三相四开关有源电力滤波器及其控制策略

有源电力滤波器(APF)多基于三相六开关拓扑,为提高其运行可靠性,提出一种基于元件冗余的三相四开关容错型APF。针对三相六开关APF的故障判别,应用功率器件承受电压变化识别桥路开路故障;研究了基于谐波检测APF补偿算法与控制电源电流跟踪电网电压APF补偿算法的关系,指出容错型APF切换控制中更适合采用电源电流直接跟踪补偿算法;在三相四开关APF数学模型基础上,研究了直流母线中点偏移对三相四开关APF补偿性能的影响,提出一种直流中点电压差值前馈补偿方法。扩展了配置直流侧储能的情况下,容错型APF的有功调节实现方法;设计了APF容错控制切换策略和硬件实现的电流滞环跟踪控制电路,在建立的三相四开关APF平台上,实验验证了所提方法的有效性。     

面向重要负荷的可靠供电岛拓扑结构及应用

针对重要负荷高可靠和高品质供电需求,提出并设计了一种可靠供电岛方案,包括电源侧电能控制器、负荷侧电能控制器、母线电能控制器、应急电源系统、交流母线和直流母线等部分,可以实现多电源无缝转换供电、电源潮流有效控制、负荷电力定制供给、应急电源无缝并网、母线电量始终平稳等功能。全面阐述可靠供电岛的基本结构和工作原理,给出双电源带双负荷供电、采用三相四线制接线、高速电子开关替代LPC、储能系统接于直流母线、采用互备式双交流母线等5种不同可靠性等级的应用实例,并对工业设备供电、信息设备供电、安全应急供电、重要场合保电等4种典型应用场景进行分析。研究表明,可靠供电岛是一种提高供电可靠性和改善电能质量的综合性解决方案。     

基于三相交错变流器的直流微网稳压技术研究

微电网中电源和负荷经过变流器并入直流母线,DC/DC变流器具有能量双向流动的特点。采用三相交错式变流技术进行直流微电网并网运行时抑制功率波动,保持直流母线电压稳定;孤岛运行时为直流微电网提供母线电压支撑。为验证微电网孤岛运行时三相交错式变流器稳定直流母线电压的能力,搭建了物理实验平台,对三相交错式变流器稳定直流母线的电压进行了实验验证。     

高速发电机供电的脉冲电源变换器设计

脉冲电源变换器用于将高速发电机提供的变压交流转化为稳压直流,满足脉冲负载的供电需求。脉冲电源变换器包括将发电机输出交流转化为直流的三相整流器和实现稳压输出的DC/DC变换器。通过在DC/DC变换器输出端添加大容量缓冲电容来减小脉冲负载端的纹波电压,并将电流型控制应用于DC/DC变换器来抑制回馈到发电机端的脉动功率。通过采用同步整流控制金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)替换二极管,使三相整流器效率提升;并对DC/DC变换器的主电路、驱动电路和控制电路进行设计。测试结果表明所提出脉冲电源变换器稳态和动态特性良好。     

直流微电网电压等级的选择及其稳定控制策略研究

针对直流微电网电压等级的选择与确定,在已有直流标准和直流工程电压等级基础上,考虑微电网容量和供电半径,进行运行损耗计算,从而选择最优的直流母线电压等级。针对直流微电网电压稳定控制,并网运行时采用储能DC/DC变流器控制直流母线电压稳定,AC/DC逆变器控制直流微电网并网功率。孤岛运行时采用储能DC/DC变流器控制直流母线电压稳定。在PSCAD/EMTDC中搭建直流微电网仿真模型,进行不同运行模式下的电压稳定控制策略仿真验证。结果表明,所采用的电压稳定控制策略,在光伏发电功率和负荷功率波动的情况下,能很好地控制直流微电网电压稳定。     

办公用光伏直流供电系统研究

对办公场所常用电子设备笔记本电脑、台式电脑、手机和数码相机后级供电电路的结构进行了研究,分析了其使用直流供电取代交流供电的优点和可行性。在此基础上,提出了一种由光伏电池、蓄电池、AC/DC模块、DC/AC模块和直流负载组成的直流供电系统。光伏电池作为主供电单元通过直流稳压电路与直流母线相连,通过实时调节其输出功率,可以维持母线电压稳定;蓄电池模块通过双向Boost-BUCK电路与直流母线连接,可以根据母线电压的变化实时进行充放电控制;AC/DC模块作为备用与直流母线相连接,可以实时检测母线电压变化,决定其是否启动;DC/AC模块可以对一般的交流负荷供电;直流负载多通过DC/DC变换器与母线连接吸收电能。     

一种改进的单周控制直流侧有源电力滤波器及其稳态和动态研究

文中提出了一种改进的单周控制直流侧有源电力滤波器(DC侧APF)。这种DC侧APF并联在整流桥的直流侧，提供负载需要的谐波电流，使电源电流成为与电源电压同频同相的正弦电流。与传统的单相有源电力滤波器(APF)相比，在不增加开关电压电流应力的情况下，功率开关的数量减少一半，简化了电路结构，降低成本。与传统的两级功率因数校正电路相比，新DC侧APF由于与负载并联，只提供谐波电流，所需处理的功率小、效率更高。新DC侧APF采用改进的单周控制方式，具有结构简单，控制效果好的优点。文中对改进前后2种控制方式的DC侧APF的稳态和动态性能进行了分析，结果表明，改进的控制方式不仅改善了补偿效果，而且扩展了系统的稳定区域。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

直流微电网并离网切换母线电压平滑控制技术研究

直流微电网通常通过DC/AC变流器并联到交流微电网,形成直流微电网与交流微电网并列运行模式,此时直流母线电压的稳定控制由DC/AC变流器稳定控制实现,当DC/AC出现故障退出或者发生交流电网故障时,将导致直流微电网失去电压平衡单元,在直流微电网并离网转换期间会出现供电中断以及母线电压偏差较大等问题,提出了一种直流母线电压控制方式切换过程中电压平滑稳定控制方法,该方法无须通信和集中控制器即可实现直流微电网在并离网转换过程中对直流母线电压的平滑稳定控制。实验验证得出该方法具有很好的控制效果,对今后工程实践中直流母线电压在并离网转换期间的电压稳定控制提供了很好的技术基础支撑。     

智能电网分布式不间断直流操作电源

分布式不间断直流操作电源作为电网集中式供电电源的重要补充,不仅能提高供电稳定性,而且能满足小型用户终端需求。根据电网用电负载特性要求,提出一种能够承受瞬时功率的分布式不间断直流操作电源系统方案。对系统进行分模块介绍,并给出了设计结果。通过合理设计母线电压及工作模式,确保供电稳定性,降低高频功率变换器设计裕量,有效降低成本,具有工程实用价值。     

高功率密度单相变换器的直流有源滤波器研究

单相变换器系统会产生二次脉动功率,使直流母线电压出现二次脉动,危害整个系统。一般采用在直流侧并联大电容或LC谐振电路的方法来抑制直流母线电压的二次脉动,但增加了系统的体积和重量,功率密度较低。为提高系统的功率密度,采用了一种能量双向流动的Buck有源滤波器来抑制直流母线电压的二次脉动。推导滤波器完全补偿脉动功率时电容电压和电流方程,并在此基础上针对高压大功率场合提出双闭环无差拍加重复的控制策略。无差拍控制可提高系统阻尼,重复控制可增加稳态精度。从脉动能量存储、控制带宽两方面讨论APF的参数设计。仿真和实验证明了所提方案能显著减小直流侧滤波电容,提高系统功率密度。     

稳定直流电源用串联型有源电力滤波器研究

对应用于稳定直流电源中的串联有源电力滤波器的系统构成、工作原理、控制方式进行了详细的介绍，并讨论了系统的等效模型。在此基础上，分析了影响有源电力滤波器补偿性能的几个系统参数，特别对有源电力滤波器与系统联结时所用耦合变压器的特点进行了分析。最后对整个系统进行了仿真和实验研究。仿真和实验结果都表明了有源电力滤波器具有良好的补偿效果，使稳定直流电源实现了负载电压和电流的低纹波。     

不平衡电网下SVG和APF共母线联合运行系统

针对不平衡电网下并联混合有源电力滤波器APF(active power filter)和无功补偿装置体积过大和系统损耗的问题,提出一种在不平衡电网下的静止无功发生器SVG(static var generator)和APF并直流母线联合运行系统.其中,SVG主要用来快速补偿无功和电网不平衡,APF滤出电网和SVG的特定...     

三电平两桥臂有源电力滤波器单周控制策略

提出了一种三电平有源电力滤波器（APF）单周控制策略及其均压方法。以三电平两桥臂变换器作为拓扑结构,能够有效降低硬件成本,在充分理解工作原理的基础上,详细推导了控制目标方程。为了抑制直流母线上、下电容电压的波动,提出了两种均压方法：电压模式均压和电流模式均压。仿真结果表明本文所提出的单周控制策略可有效补偿谐波,抑制直流母线上、下电容电压的波动,从而验证了该控制策略的有效性和可行性。     

双环控制整流桥直流侧串联型有源电力滤波器及实验研究

针对广泛应用的整流负荷,提出一种直流侧串联型有源电力滤波器(active power filter,APF)。这种DC侧APF串联在整流桥与负载之间,通过产生谐波电压达到补偿谐波源的目的,使电源电流成为与电源电压同频同相的正弦波。与传统的交流侧有源电力滤波器相比,有源开关的数量减少了一半,简化了电路结构,降低成本。串联型DC侧APF采用双环控制,电流控制跟踪电源电压变化,电压控制调整APF的能量流向,通过改变APF储能电容电压极性,实现对电感电流的连续可控,从而实现谐波治理。这种控制方法具有结构简单、控制效果好等优点。实验结果验证了文中所得结论。     

适用于飞机电网的并联型有源电力滤波器功率电路及其控制策略

针对飞机电网频率较高、电源内阻抗较大的特点,采用并联型有源电力滤波器实现对电网谐波的集中抑制。采用改进的交叉矢量算法实现对基准补偿电流的检测和计算,采用滞环电流控制实现对较高频率电源系统瞬时电流的补偿,同时对直流侧电压进行稳压调节,并推导其传递函数。仿真和实验结果验证了将APF应用于飞机电网的正确性和可行性,表明采用本文的有源滤波器可集中抑制电网谐波电流,具有较好的补偿效果。     

模块化并联型低压有源电力滤波装置的设计与工程应用

为滤除低压电网非线性负载产生的谐波,设计了模块化并联型低压有源滤波装置。在设计方案中,主电路采用三相3桥臂结构的3电平二极管箝位变流器,并设有软启动、直流侧稳压控制以及二级过压过流保护功能,控制电路采用数字模拟混合电路技术。针对国内工业用户的特点,在电容器回路中串接了特定电抗率的电感,给出了电容与有源滤波装置混合补偿结构。实验结果表明,该装置不但可有效抑制未被放大的谐波,且可使母线电流总畸变率从原来的39.4%降至6%以下,使母线电压畸变率从投运前的10.1%降至3.0%以下,使功率因数从0.58升至0.92以上,验证了该装置的有效性和应用价值。     

通信电源与站用直流电源整合问题探讨

随着智能变电站的推广建设,智能交直流一体化电源的应用越来越广泛,但是对于整合后通信设备的供电可靠性是否满足要求目前还存在疑问。针对通信电源采用DC/DC电源模块供电后存在的问题进行分析,提出在48 V直流母线加装一定容量电解电容的措施,以提高通信设备的供电可靠性,通过分析论证,通信电源与站用直流电源整合是可行的。     

混合动力城市客车车载DC/DC辅助电源设计

主要讨论了一种采用新型SiC器件及全桥拓扑的混合动力城市客车车载DC/DC辅助电源的总体设计方案。针对城市客车车载电源低压大电流的应用场合,阐述了一种基于倍流整流电路的DC/DC变换器的原理及工作模式,研究了其主电路参数的设计方法,控制策略及其数字化实现。研制了3 kW工业样机,并进行实验。实验结果表明,该DC/DC电源实现了全桥移相控制,满载效率达96%,所有性能参数完全满足混合动力城市客车DC/DC辅助电源的要求。