单相高频PWM整流逆变能量回馈控制方法的研究

主要研究采用直接电流控制的方法,将直流侧能量回馈给电网,并使输出电流为与电网电压同频率的正弦波,对电网没有谐波污染。     

蓄电池生产放电能量利用的研究

蓄电池的生产过程需要进行多次充电和放电 ,研究了一种区别于传统的可控硅逆变至电网方式的新型放电能量利用系统。该系统由整流供电、直流母线、电子负载、高频开关变换方式的充电 /放电设备和中央控制计算机组成 ,使放电的能量在系统内部有效用于充电 ,解决了传统方式逆变失控保护困难及对电网的污染问题。分析了系统的结构、关键技术及系统的工作原理 ,并通过对比计算了采用该系统的能量利用效果。本系统经过现场实际运行证明了其先进性和实用性     

能量回馈型电子负载新型控制策略综述

能量回馈型电子负载是一种新型实验测试装置,其能够将测试电能通过变换后同馈到电网,实观能量的循环利用,相比传统电子负载具有绿色节能环保的特点。随着现代控制理论的不断发展,新的控制策略不断应用到能量同馈型电子负载中并拓展了其功能和应用范嗣。通过分析几种新型控制策略的特点及其在能量同馈型电子负载的应用,并指出其发展方向。     

能馈型双PWM变换器交流电子负载研究

采用双PWM变换器设计了一种能馈型交流电子负载,前级PWM变换器实现负载特性模拟功能,设计了单电流滞环控制系统,可以使电子负载对交流电源呈现的阻抗为设定值;后级PWM变换器实现能量回馈功能,设计了并网逆变器的电压、电流双闭环控制系统,其中外环为直流电压控制,控制并网逆变器直流输入端电压稳定,内环为并网电流控制,控制并网逆变器的输出电流与电网电压同频同相,实现单位功率因数逆变。实验结果表明,所设计的单电流环控制系统和电压、电流双闭环控制方法是有效的,输入端能准确地模拟设定阻抗值且实验能量以单位功率因数回馈电网。     

测量船电网谐波监测系统的设计与实现

对电网谐波的周期性特点进行了研究,讨论了基于快速傅立叶变换（FFT）的电网谐波监测方法。设计了一款双CPU控制的远程电网谐波监测系统,对系统软硬件、上位机软件设计进行了详细的说明。利用数字信号处理器（DSP）进行测量数据的采集和FFT变换运算,得到的测量结果传给微控制器（MCU）实现数据的存储、显示和上报,上位机通过远程通信接口实现远程监测。上机测试表明,工作稳定、监测效果良好。     

能馈型双PWM变换器交流电子负载研究

采用双PWM变换器设计了一种能馈型交流电子负载,前级PWM变换器实现负载特性模拟功能,设计了单电流滞环控制系统,可以使电子负载对交流电源呈现的阻抗为设定值;后级PWM变换器实现能量回馈功能,设计了并网逆变器的电压,电流双闭环控制系统,其中外环为直流电压控制,控制并网逆变器直流输入端电压稳定,内环为并网电流控制,控制并网逆变器的输出电流与电网电压同频同相,实现单位功率因数逆变.实验结果表明,所设计的单电流环控制系统和电压、电流双闭环控制方法是有效的,输入端能准确地模拟设定阻抗值且实验能量以单位功率因数回馈电网.     

直流回馈型直流电子负载的设计与研究

针对机车电源测试时用模拟负载造成能量浪费的情况,设计了一种将测试能量回馈到电源直流输入侧的能量回馈型电子负载。该电子负载由升压斩波电路和移相全桥电路级联组成。前级升压斩波电路采用单电流环控制结构,单周期控制方式,通过控制输入电感电流模拟直流电源的输出特性;后级移相全桥电路采用输入电压外环、输出电流内环的双闭环控制结构,比例积分控制方式,通过高频逆变实现输入与输出的电气隔离,并将能量高效率的回馈给测试电源的直流输入侧,使测试能量被循环使用。通过8 k W实验平台的仿真与实验,验证了设计的可行性,结果表明电子负载能节约超过80%的测试电能。     

基于多目标综合控制的低碳轨道交通操控节能方案

提出一种应用于轨道交通供电系统的多目标综合控制节能方案。采用可控高功率因数整流的AC/DC变流模块取代传统的整流电路以实现能量的双向流动,并采用多个AC/DC变流模块并联的形式来扩大整个方案容量,同时在直流牵引母线处装有一台或多台并联DC/DC变流模块,使机车制动时产生的电能可部分通过AC/DC模块回馈到电网,部分通过DC/DC模块升压后存储到独立电容器组。研究表明,该方案不仅可以充分回收及利用制动能量,并通过部分吸收回馈能量来克服所有能量瞬时回馈电网对电网的冲击,还可以通过对牵引变电站谐波及无功的补偿改善轨道交通变电站的电能质量,从各个角度提升节能功效。     

新型交流电子负载并联技术研究

交流电子负载并联技术可应用于大功率电源或大电流电源的检测.提出一种新的前端电压型.后端电流型混合变流器(VSR-CSI)拓扑结构,并将其应用于交流电子负载并联运行中,前端采用电流滞环PWM控制,使输入电流为设定值;后端采用方波逆变以及电流移相多重叠加技术,以低开关频率实现输出电流正弦化,降低了开关损耗及输出电流谐波.同时能量以单位功率因数回馈电网,仿真结果验证了新拓扑及控制方法的正确性.     

基于SVPWM控制技术的三相电压型整流器及其应用

传统整流方式常采用相控整流或不控整流方式.相控整流方式存在动态响应慢、深控下网侧功率因数低等缺点.不控整流方式也存在整流器从电网吸取畸变的电流,造成电网的谐波污染,直流侧能量无法回馈电网等缺点.三相电压型PWM整流器可以克服相控和不控整流的缺点,具有高功率因数、低电流谐波、电能可逆、动态响应快等优点.介绍了空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的控制原理及实现步骤.探讨了三相电压型脉宽调制整流器的应用范围.     

一种新型低谐波变频装置的开发与应用

为了解决通用交流-直流-交流电压型低压变频器输入电流谐波含量较高的问题,开发了一种新型变频装置。该装置整流部分采用可控正弦脉冲宽度调制(sine pulse width modulation,SPWM)整流器,经可控整流桥的控制,使输入电流近似为正弦波;硬件采用单片机微控制器和绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)驱动电路;软件上采用电流电压反馈控制方案,将电动机制动能量回馈给电网。实际应用表明,该装置具有谐波电流小、功率因数高、节能效果比较显著的特点。     

大功率电力电子负载并网变换器的设计与改进

电力电子负载是一种灵活、节能地考核电源质量的装置,其并网变换器将测试能量高质量馈回电网。依据电路模型首先建立控制系统,结合系统工况对直流环节电压谐波分布情况进行分析,为抑制其对馈网电能质量的影响,通过对比陷波、低通、均值3种滤波器效果,并最终采用稳态特性最优的改进均值滤波器。为抑制大容量电容和均值滤波器等大惯性环节对系统动态性能的影响,基于有功功率平衡思想建立了小信号模型和相应的前馈控制方案,有效抑制了输入电压、电流和电网电压扰动对系统的影响。改进重复控制器作为电流环控制器提高电流跟踪精度和馈网功率因数。实验和仿真结果验证了所做分析的正确性和控制方法的有效性。     

虚拟同步机接入弱电网的电能质量新问题及谐波抑制方法

对比了VSG和传统电流型并网逆变器（TGCI）接入弱电网下的谐波域模型,发现传统谐波电流抑制方法并不适用于VSG,同时弱电网条件下非线性负载谐波电流和电网谐波电压对VSG谐波输出阻抗的要求是相互矛盾的,进而导致VSG接入弱电网下的问题更加复杂。提出一种阻抗重塑型谐波电流抑制方法来提升VSG接入弱电网的友好性,主要包含无源和有源部分,有源部分是通过公共耦合点（PCC）电压和附加电压两个变量的适当负、正前馈,增加从电网侧到VSG的谐波阻抗,同时还减小PCC到VSG的输出阻抗,有效地解决VSG接入弱电网的并网电流畸变严重的难题。最后,搭建了10 kW的VSG样机平台验证了所提方法的有效性。     

并联型有源电力滤波器控制方法与仿真

随着国家坚强智能电网的发展,智能型电力电子设备及技术在智能电网中大量使用。由于电力电子器件具有非线性特性,其使用给智能电网带来了谐波污染等问题。并联型有源电力滤波器采用了应用广泛的谐波抑制和无功补偿技术,它能对智能电网中的谐波和无功进行较好地动态补偿。分析了并联型有源电力滤波器的补偿原理,利用包含直流侧电压环控制的ip-iq法进行智能电网指令电流的检测和定时滞环电流跟踪控制方法对并联型有源电力滤波器进行电流跟踪控制,使用Matlab/Simulink搭建仿真模型,并从不同的控制角进行实例仿真。仿真结果和快速傅里叶分析表明,对于非线性负载晶闸管的不同触发角,定时滞环电流跟踪控制都能有效地实时跟踪控制,仿真模型系统能够实时检测出系统中所含指令运算电流,并进行有效补偿,达到了理想的效果。     

基于双PWM变换器的交流电子负载研究

为节省能源和简化电源设备测试的投入,研究了一种结构简单、可测试交流电能装置各种电特性并将试验电能回馈至电网的交流电子负载。根据其主电路的两级AC/DC/AC变换结构,分析了起传递能量桥梁作用的直流母线电容工作和谐波产生机理,提出了将两级PWM变换器分开控制的方案即前级变换器采用固定开关频率的单P环直接电流控制,后级变换器采用三角波调制的经典电压外环和电流内环的双闭环结构。基于32位定点TMS320F2812DSP控制器设计控制系统,实现了上述设计方案并应用于小功率交流电子负载实验样机。实验论证表明,该方案控制简单易行,可以实现对单相测试电源的阻抗特性精确模拟,同时完成功率因数接近于1的有源逆变,将测试电源电能回馈电网。     

能量回馈型单相交流电子负载的研究

能量回馈型单相交流电子负载是一种可模拟阻性负载以及任意功率因数的性和容性负载,并将吸收的能量回馈电网的电力电子装置.主电路拓扑采用AC/DC/AC结构,前级负载模拟部分基于单周期控制技术,后级能量回馈部分基于滞环电流控制技术,主电路整流器和逆变器均采用单极性调制方案.应用上述方案设计1 kVA交流电子负载实验样机.实验...     

适用于新能源并网的VSC-MTDC系统协调控制策略

针对新能源并网的多端柔性直流（voltage source converter multi-terminal direct current,VSC-MTDC）输电系统中各换流站之间功率协调控制的问题,提出一种适用于新能源并网的VSC-MTDC系统协调控制策略。该策略将主从控制与下垂控制相结合,通过多个换流站分担采用定直流电压控制的主换流站有功功率的方式,使主换流站不易达到满载,协调了多个换流站的有功功率容量,尤其适用于新能源并网时出力的频繁性与间歇性变化;当主换流站满载或退出运行时,其余不平衡功率由采用自适应下垂控制的换流站承担,自适应下垂控制根据换流站的功率裕度将系统中的不平衡功率进行合理分配。考虑多个换流站间直流电压存在误差,通过对直流电压极限值进行调节,可以最大限度地利用换流站的有功功率容量,维持直流电压稳定。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

具有谐波治理功能的虚拟谐波电阻型储能逆变器控制策略

传统的储能逆变器在进行谐波治理时只能补偿指定的非线性负载产生的谐波电流,无法降低电网中原有的谐波含量。为此,分析了并联电阻对并网点处谐波电压以及系统谐振的抑制作用,提出了虚拟谐波电阻型储能逆变器的控制策略。对于基波而言,储能逆变器仍能实现正常充放电功能;对于谐波而言,控制储能逆变器输出与谐波电压幅值成比例、相位相反的谐波电流,此时逆变器相当于一个虚拟谐波电阻,可以吸收谐波功率并抑制并网点处谐波电压。在考虑谐振的情况下采用扰动观察法自动调节虚拟谐波电导值,使得储能逆变器最大化吸收谐波功率。仿真和实验结果表明,虚拟谐波电阻型储能逆变器能在正常充放电的同时实现良好的谐波治理功能。