基于FPGA的综合潮流控制器的设计与实现

分析了同相牵引供电系统的结构与原理,并提出了综合潮流控制器的一种设计与实现方案.该方案通过采用改进的瞬时无功功率检测方法,计算出补偿电流并通过控制背靠背的SVG系统实现同相牵引供电和电能质量综合治理.详细介绍了以FPGA为核心的综合潮流控制器的设计和实现方法,该控制器由先进的FPGA、A/D转换和IGBT等电路构成,通过对多路电压、电流实时输入信号进行采集和处理,由FPGA快速计算生成指令电流,最后再通过滞环调制方式控制背靠背的SVG系统从而实现同相牵引供电.仿真和实验验证了方案的正确性和有效性.     

基于潮流控制器的同相牵引供电系统方案研究

文章提出了以大容量潮流控制器为中心,结合斯科特变压器构成同相牵引供电系统。该系统不仅能传递有功功率、补偿无功功率及谐波,还可以取消电分相。大容量潮流控制器由四重化的三电平电压源换流器组成,具有拓扑结构简单,提供容量大等优点。     

新型同相供电系统潮流控制器直流侧电压研究

新型同相供电系统潮流控制器是一种单相交直交变换装置,该装置结合三相两相平衡变压器能够实现电气化铁道的同相牵引供电。分析了潮流控制器中间直流侧电压波动的原因,在控制器的控制原理基础上分析了直流侧电压波动对装置输入输出电流波形的影响,并从抑制直流侧电压波动和改善输入输出电流质量方面提出了解决方案。进行了相关仿真验证,证明研究结论以及解决措施的有效性。     

统一潮流控制器的分析与控制策略

文中分析了统一潮流控制器（UPFC）系统的电压、无功功率和有功功率的平衡,得到了与UPFC控制相关的2个重要结论。首先,分析表明在UPFC输入端电压保持不变的情况下,线路无功潮流的变化实际上是由并联变换器提供的;其次,UPFC端电压既可以从发送端控制也可以从接收端控制。基于以上分析,提出了一种新颖的UPFC控制策略。在该策略中并联变换器控制UPFC直流母线电压和输电线无功潮流,而串联变换器控制UPFC输入端母线电压幅值和输电线有功潮流。同时,在控制系统中加入有功／无功功率协调控制,可在潮流调节中获得良好的静态、动态性能。最后,通过实验验证了所提出的控制策略的有效性。     

基于双星型多电平潮流控制器与YNvd变压器的同相供电系统

针对高速电气化铁路领域中存在的负序、谐波与电分相问题,提出了一种基于双星型多电平潮流控制器与YNvd平衡变压器的新型铁路同相供电系统。该双星型多电平潮流控制器为交交变换结构,由四个多电平级联型H桥子模块链节组成,无需直流母线电容。与潮流控制器两端均通过降压隔离变压器连接于变压器二次侧的传统作法不同,该系统将双星型多电平潮流控制器的一侧连接于YNvd平衡变压器二次侧?相分接头,减少了一个降压隔离变压器的成本。分析了该同相供电系统的拓扑结构与工作原理,提出了一种综合控制策略,最后通过仿真验证了所提方案的可行性与有效性。     

同相牵引供电系统的补偿原理及再生制动特性

由平衡变压器和综合潮流控制器(integrated power flow controller,IPFC)组合构成的同相牵引供电系统可解决负序电流、谐波电流、无功电流的补偿及电分相方面存在的问题,分析了该供电系统的补偿原理,比较了牵引和再生制动状态同相牵引供电系统对电力系统供电质量的影响,指出制动状态下IPFC可在不改变控制策略的情况下将能量平衡地回馈到三相电网,节约电能。仿真结果验证了同相牵引供电方案的正确性。     

同相贯通牵引供电系统综合潮流控制器设计

针对电气化铁道牵引供电系统存在大量的负序、谐波、无功等问题,提出了一种适用于牵引负载的同相贯通牵引供电系统交直交综合潮流控制器.交直交综合潮流控制器由两电平四重化PWM整流器和4个2H桥级联多电平逆变器组成.潮流控制器能够实现单位功率因数、低谐波含量三相整流,及时传递牵引负载需要的有功功率,使得牵引供电系统呈现出三相对称纯阻性负载特性.Matlab/Simulink下仿真结果,验证了该方案的正确性.     

基于V,v接线变压器的新型同相牵引供电系统

电气化铁道牵引供电系统存在的分相绝缘器,制约了高速重载铁路的发展。将V,v接线变压器与综合潮流控制器(IPFC)相结合,构造出的新型同相牵引供电系统。通过检测得到综合补偿电流并以此为参考,采用基于不定频滞环优化SVPWM电流控制方法,控制综合潮流控制器基本消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。以一列满载运行的机车为对象,进行仿真研究,仿真结果验证了系统结构,检测方法以及控制方法是正确的,同相供电系统方案是可行的。     

同相供电系统潮流控制器容量的优化配置

首先建立了潮流控制器(PFC)综合补偿的数学模型,给出了针对任意三相—两相接线变压器的PFC综合补偿电流的通用表达式;进而提出了以牵引变电所完全补偿和满意补偿为目标的PFC容量综合配置方法。利用3种不同的牵引负荷,分别对按照2类补偿目标设计的PFC容量综合配置方案进行分析和比较。实例分析表明,采用文中所提出的配置方法,PFC可在负荷周期内满足满意补偿的目标,显著降低了自身的工程造价,同时实现了对装置容量的充分利用。     

统一潮流控制器的分析与控制策略

文中分析了统一潮流控制器（UPFC）系统的电压、无功功率和有功功率的平衡，得到了与UPFC控制相关的2个重要结论。首先，分析表明在UPFC输入端电压保持不变的情况下，线路无功潮流的变化实际上是由并联变换器提供的；其次，UPFC端电压既可以从发送端控制也可以从接收端控制。基于以上分析，提出了一种新颖的UPFC控制策略。在该策略中并联变换器控制UPFC直流母线电压和输电线无功潮流，而串联变换器控制UPFC输入端母线电压幅值和输电线有功潮流。同时，在控制系统中加入有功/无功功率协调控制，可在潮流调节中获得良好的静态、动态性能。最后，通过实验验证了所提出的控制策略的有效性。     

基于MMC的同相供电潮流控制器控制策略研究

模块化多电平换流器(MMC)与平衡变压器相结合的潮流控制器(PFC),可节省传统牵引供电系统中的匹配变压器,满足高压大功率的应用。首先介绍了系统工作原理,重点研究了其中单相MMC背靠背换流器两端的补偿电流。提出了一种综合控制策略,包括变流器两端补偿电流的提取算法,子模块电容电压均衡控制,环流抑制策略以及PWM调制方法。最后在Matlab/Simulink中搭建了系统模型,分别对交直交型电力机车的牵引和再生制动工况进行仿真,验证了所提控制策略的有效性。     

基于FPGA的DDR SDRAM控制器设计与实现

在高速数据采集系统中,高速大容量数据缓存成为1项关键技术.DDR SDRAM凭借其大容量、高数据传输速率和低成本优势,正在越来越多的被应用于高速数据采集系统中.采用Altera公司的Cyclone III系列FPGA和MT46V16M16 DDR SDRAM芯片作为硬件平台,完成了DDR SDRAM控制器的设计,使用S...     

基于FPGA和瞬时无功功率理论的电力系统功率检测

叙述了电力系统瞬时无功功率原理及基于该理论的功率检测算法，进一步介绍了用FPGA芯片设计的功率检测系统，特别对FPGA检测系统的功能模块设计、时序设计进行了详细说明，最后的仿真实验结果验证了其可行性。     

基于FPGA的UART控制器设计

在数据通信、计算机网络以及分布式工业控制系统中,串行通信是用来交换数据和信息的常用方式。为了实现FPGA和上位机的串行通信,用硬件描述语言Verilog HDL编写程序,实现了在Xilinx公司的FPGA器件XC3S200内部嵌入UART控制器,并进行了Modelsim下的仿真和FPGA与PC机的通信测试,效果良好。该UART控制器用软件实现了UART内核、信号监测器、移位寄存器、波特率发生器、计数器、总线选择器等以前硬件芯片所实现的功能,节省了电路板面积,且工作稳定、可靠,可以灵活地嵌入到一些通信系统当中。     

基于FPGA微波炉控制器设计

该设计用VHDL语言在MAX4-PLUSⅡ软件平台上通过编译、模拟仿真,完成了微波炉控制功能,实现了微波炉的测试、时间设置、烹调计时、完成提示等设计,并对时钟分频作了一定的探讨。此设计采用了现场可编程逻辑器件FPGA的ASIC设计,由控制模块、装载模块、计时模块和显示模块四大模块组成,而且它可以将所有器件集成在一块芯片上,体积大大减小,且外围电路很简单,易于实现。     

基于国产FPGA 的以太网远程升级控制器的设计实现

传统FPGA通常采用厂商提供的下载工具进行程序的固化或更新,程序下载时间长,需线缆链接,效率低 下.鉴于此,提出一种基于以太网的FPGA远程升级方案,设计了一种并行加载方式的NorFlash控制器,通过实验 验证,该控制器符合设计需求.     

基于YN，d11接线变压器的新型同相供电系统

介绍了在直接供电方式的基础上,采用单台YN,d11接线变压器和平衡变换装置相结合构成新型同相供电系统,根据瞬时无功功率理论,采用有功电流分离法实时准确的检测综合补偿电流;利用滞环空间矢量控制方法,控制平衡变换装置动态补偿无功、谐波和负序,实现三相平衡。仿真结果验证了系统结构、电流检9n,1方法以及控制方法的正确性,该同相供电系统可行。     

统一潮流控制器控制策略的研究与实现

对统一潮流控制器(UPFC)的数学模型、控制策略进行了具体的分析和设计,在两相同步旋转dq坐标系下建立了控制系统动态模型。考虑到有功和无功在dq坐标系下的相互影响,UPFC的串联逆变器采用了三环解耦控制,外环是功率环,中间环为电压环,内环为电流环,由于电流内环的快速响应,使得电流跟踪输入电压,提高系统的稳定性和动态响应性能。文中对UPFC实现的STATCOM和SSSC功能进行了系统的分析,并对其动态特性进行了深入的研究。最后利用实验验证了在UPFC中采用这种控制方式的有效性。     

统一潮流控制器的模糊控制器设计

建立并提出了UPFC的动态数学模型和模糊控制策略，并对其4个调节器分别设计了控制器。对UPFC的阻尼控制器进行了改进，给出了运用带多个因子的模糊规则自调整的模糊控制器。运用MATLAB的仿真工具，对含UPFC的双机系统进行了仿真。仿真结果表明，UPFC采用模糊控制后不但能有效地调节线路潮流，而且能有效抑制振荡，提高电力系统的动态稳定性。     

基于FPGA的高性能触发控制器设计

爆炸场参数测试现场环境比较恶劣,为提高触发控制器的可靠性与稳定性,设计了基于FPGA的高性能同步触发器.分别基于独立元器件与FPGA设计了触发控制器,并根据爆炸参数测试要求设计相关参数,同时分析了采用FPGA芯片设计带来的稳定性与可靠性等优点.通过多次实际实验表明,基于FPGA的触发控制器在极端温度条件下各通道同步时间小于50 ns,误触发率为0,具有更高的稳定性与可靠性.