级联多电平分布式开关电源调制方法研究

针对级联型逆变器结构的分布式电源的应用,提出了一种基于阶梯波的交流母线分布式电源电路.通过将具有不同相移的逆变单元输出的方波叠加,得到阶梯波交流母线电压输出.文章讨论了级联多电平逆变器的几种典型的阶梯波调制方法,提出了一种改进的等宽方波调制法.采用该调制方法的三单元逆变器母线电压的谐波含量降到了基波电压幅值的9.8%.使用该调制法的具体电路结构,最后通过了仿真实验验证.     

多重化逆变器及其控制方法

为了实现变频器高压输出,克服死区时间对整个系统的影响,利用6个普通三相方波逆变器实现11个方波电压叠加逆变器,并对此逆变电路提出了一种新型的空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制方法.将SVPWM的180°导通型和120°导通型结合起来,采用电压控制外环和电流控制内环的双闭环控制方法对整个系统进行控制.Matlab/simulink仿真结果表明,该方法既可以消除死区时间的影响,又可以提高电源利用率,同时,该多重叠加技术还可以改善电压波形,提高逆变器的输出电压和功率.     

IGBT有源逆变在内反馈串级调速系统中的应用

晶闸管串级调速系统是一种廉价、简易的调速系统,传统内反馈串级调速系统存在功率因数低,谐波污染严重等弊端,采用斩波控制虽然可以有效改善系统功率因数,但并不能从本质上解决功率因数低的问题。采用可控器件IGBT构成的逆变结构取代原有串调系统晶闸管逆变部分,不仅可以使调节绕组侧电流正弦化,减少谐波,还可以向电网提供容性无功,用于补偿串调系统产生的感性无功,从而提高整个系统的功率因数。提出在逆变控制部分采用跟踪电压矢量的SPWM直接电流控制策略,通过对三相电压源型逆变器及逆变器在串级调速系统中的应用仿真,结果表明有效可行。     

基于事件驱动的光伏发电系统电压稳定控制

针对光伏发电系统内由于环境中光能的不稳定性而导致光伏发电系统输出的电能质量波动问题,提出了一种利用蓄电池作为能量补充的方法,对光伏电池的输出功率进行削峰填谷,从而稳定输出的电能质量。该方法基于事件驱动策略,通过设置电压阀值以驱动蓄电池处于充电、放电、停止3种工作模式。最后,利用仿真软件建立了光伏电池和蓄电池模型,并在此基础上设计了事件驱动控制器,通过模型与控制器的结合,对所提方案进行了仿真研究。仿真结果表明,这种方法不仅能稳定电压,而且能降低蓄电池的充放电次数,有利于延长蓄电池的使用寿命。     

多功能光伏发电系统仿真设计

提供一种基于Matlab/Simulink的多功能光伏(PV)发电系统仿真设计方法,既可用于系统运行分析和控制器设计,又可通过dSpace将其用于实验室系统.并对系统运行模式进行分析,采用stateflow进行运行模式控制;给出光伏逆变器和蓄电池充放电控制方法,以及它们在Matlab/Simulink中的实现方式。该仿真方法的应用可促进分布式发电的实用化进程.     

基于准Z源逆变器的光伏并网控制策略研究

准Z源逆变器由于采用独特的阻抗网络,可利用桥臂直通实现升压,实现了与两级系统类似的功能.同时传统桥臂的死区设置被省去,可改善输出波形的质量,减小并网电流的谐波.基于单级准Z源逆变器的结构简单、可靠性高等优势,将这种新型逆变器应用于光伏发电系统,分析了准Z源逆变器的拓扑结构及工作原理,论述了基于三次谐波注入的升压控制,并对准Z源逆变器光伏并网控制系统进行设计,从而满足光伏并网的要求.通过仿真验证了系统结构和控制策略的有效性和正确性.     

基于逆变型分布式电源的电能质量管理研究

太阳能光伏发电、蓄电池等逆变型分布式电源的主电路结构与电力有源滤波器类似,可以通过逆变器的控制在输出基波功率的同时对配电网的谐波进行管理,能够节省专门的电能质量管理设备投资,具有广阔的应用前景。研究基于逆变型分布式电源的电能质量管理方法的同时,提出了一种能够充分利用分布式电源能力,灵活选择谐波补偿水平,并从整体上提高配电网电能质量的管理方法。仿真结果证明了方法的有效性。     

一种带耦合电感和充电泵的单级式高增益光伏微逆变器拓扑

传统的双级式微逆变器通常由一级具有最大功率点跟踪功能的高增益DC-DC变换器和一级全桥逆变器串级组成。单级式微逆变器可以在一级功率拓扑中实现上述功能,因而具有结构简单、器件少的优势。然而,单级式拓扑在高增益升压、功率解耦方面给设计工作带来了挑战。提出一种带耦合电感和充电泵的单级式高增益微逆变器拓扑,引入耦合电感和充电泵实现高电压增益;利用Boost变换器与全桥逆变器共用开关管实现单级式拓扑;同时保留了高压直流母线,从而可以减小解耦电容容值。仿真和实验结果验证了该拓扑具有较高的电压增益、较小的解耦电容、高质量的正弦输出、以及较高的变换效率。     

考虑负载效应的逆变器输出滤波器的优化设计

对逆变器驱动感应电机时的负面效应进行了分析,提出了一种考虑负载效应的逆变器输出滤波器优化设计方法.优化结果既能满足对滤波器幅频特性的要求,同时又能提高滤波器的负载应变能力.所设计的滤波器可以有效地减少逆变器输出PWM波形对电机轴承和定子绝缘材料的损坏.在逆变器输出滤波器研究平台上,对Rockwen公司1336plusⅡ逆变器驱动5 kW感应电机系统进行了实验研究和仿真分析,结果表明方法可以有效提高滤波性能.     

多能源集成的四端口高频逆变器控制策略研究

为实现多种能源端口集成,提高逆变器的功率密度,提出了一种四端口高频逆变器电路结构和控制策略.该逆变器通过DC/HFAC/LFAC两级变换,采用脉冲密度调制(PDM)技术,消除了高频脉冲电压低次谐波,并实现了零电压开关.首先提出了逆变器电路结构,分析了PDM控制工作原理和电路工作模态,然后给出了逆变器电路控制实现方法,最后进行了Matlab/Simulink仿真验证.仿真结果证明了该逆变器控制策略的正确性     

Energy cost minimization through optimization of EV,home and workplace battery storage

Besides grid-to-vehicle (G2V) and vehicle-to-grid (V2G) functions, the battery of an electric vehicle (EV) also has the specific feature of mobility. This means that EVs not only have the potential to utilize the storage of cheap electricity for use in high energy price periods, but can also transfer energy from one place to another place. Based on these special features of an EV battery, a new EV energy scheduling method has been developed and is described in this article. The approach is aimed at optimizing the utilization EV energy for EVs that are regularly used in multiple places. The objective is to minimize electricity costs from multiple meter points. This work applies real data in order to analyze the effectiveness of the method. The results show that by applying the control strategy presented in this paper at locations where the EVs are parked, the electricity cost can be reduced without shifting the demand and lowering customer’s satisfaction. The effects of PV size and number of EVs on our model are also analyzed in this paper. This model has the potential to be used by energy system designers as a new perspective to determine optimal sizes of generators or storage devices in energy systems.     

逆变器电压电流双环控制设计及研究

在三相逆变器系统中,设计了电流内环、电压外环PI-PI控制器.根据逆变器及其控制系统的结构建立了双环控制系统简化数学模型,确定了传递函数.引入工程算法设计了电流内环,用bode图、阶跃响应优化了电流内环和电压外环的设计参数.将PI-PI控制系统置于Matlab/Simulink中进行时域仿真,对比分析了该控制系统与P-PI控制系统的性能.结果表明,所设计的PI-PI控制系统提高了逆变器系统稳态性能,改善了电压质量,限制了短路电流大小.     

半导体温差发电在机车能量回收中的应用

利用半导体温差发电技术对电力机车冷却系统散热器中的废热进行回收,并将散热器中所含的低品位能源转化为电能储存在蓄电池中。通过对电力机车冷却系统余热的回收和转换及温差发电性能的分析,建立了温差发电系统模型;并针对温差发电系统的输出电压不稳定问题,设计了稳压电路;通过Matlab/Simulink仿真分析验证了设计的可行性,为此后的蓄电池组储能奠定了基础。     

动态电压恢复器的最小能量补偿策略改进

通过对动态电压恢复器(DVR)进行电压跌落补偿策略的研究和最小能量补偿策略分析,发现改进DVR接人系统的拓扑结构,即在负荷端并联一个可调电抗器,电压跌落补偿时投入使用,负载功率因数越低,DVR补偿时消耗的能量越小,越容易实现纯无功补偿.提出暂时降低负荷功率因数来保证DVR在补偿时消耗能量最小的补偿策略.仿真结果表明,对...     

一种多电平逆变的实现方法

针对传统多电平逆变电路结构和控制原理复杂,实现成本高,且不适应于中小功率逆变场合运用的缺点,设计了一种适用于中小功率场合的多电平逆变。通过组合变流技术合理地控制PWM,获得多电平逆变所需的电压波形。介绍了该多电平逆变的原理和设计方法,给出了系统的电路结构,并通过Multisim11.0对设计进行了仿真。仿真结果表明,能通过控制给定电压的方法实现多电平逆变,输出电压波形能较好地跟随给定,控制方法简单。     

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.     

基于混合储能的风力发电功率波动平抑控制研究

根据蓄电池与超级电容性能特点,提出了一种基于蓄电池和超级电容混合储能的协调控制策略. 采用低通滤波器将波动功率分离为低频与高频,由蓄电池平抑低频部分,超级电容平抑高频部分,进一步设计电压电流双闭环协调控制策略,实现蓄电池与超级电容的分频能量吞吐. 仿真结果表明混合储能系统达到了平抑风力发电功率波动,延长蓄电池使用寿命的目的.     

基于单Z源三电平SVPWM逆变器的电池充放电控制方法

提出了基于单Z源三电平SVPWM逆变器的蓄电池充放电策略,并设计了闭环控制系统.研究了电流前馈解耦的阶段式充电、功率前馈解耦的恒功率放电,以及恒功率放电时的升压控制方法.经Matlab仿真验证,该系统可实现蓄电池充电时的限功率恒压、恒流控制,以及具有升压特性的输出恒功率并网控制.     

压电陶瓷能量转换系统

为实现利用压电材料收集人体能量,将其转化成电能在某些特殊应用领域替代电池或自动为电池充电的目的,设计了一个能量转换系统,该系统由压电发电装置和存储与控制电路组成。通过试验的方法研究了压电振子在结构参数、支撑方式等多种因素影响下的发电特性,根据试验取得的优化参数和工作方案设计了压电发电装置,并尝试利用其为无线遥控器供电。经过试验测试,压电发电装置在外接100 kΩ负载时最大输出功率为58.2 mW,连接存储与控制电路时可满足无线遥控器(以开关无线遥控器为例)的使用要求,信号传输距离达到10 m以上。