应用于户用储能系统的电池功率自适应下垂控制

以户用储能系统为研究对象,采用下垂控制调节电池功率,即由逆变器控制直流母线,电池的双向DC/DC控制器根据母线电压调节电池功率,该控制方法的优势在于方便实现多直流源并联。双向DC/DC变换器的电路拓扑采用交错式双向Boost变换器,并给出了下垂控制器的具体设计方法。针对系统中普遍存在的因电压采样偏差(逆变器与DC/DC变换器的电压采样是独立的,存在偏差)导致的功率控制偏差问题,提出了两种电池功率自适应控制策略:电压补偿和功率补偿,并给出了具体的实施方法。最后设计了一台5 kW样机,分别实现了两种策略,并进行了对比分析,实验结果验证了所提出策略的有效性。     

基于推挽电路的光伏并网发电微型逆变器研究

随着新能源的逐步推广,光伏并网发电系统得到了发展。其系统通常由多块光伏电池板串联依此提高整个光伏支路电压,通过DC／DC变换器或DC／AC逆变器连接负载或电网。针对以往方式,本文研究了一种由前级推挽正激电路的变换器及后级Dc／Ac逆变器两级联接式的光伏并网发电微型逆变系统。其前级通过光伏电池板最大功率点跟踪进行高频准单极性控制,后级采用流内环,电压外环双闭环控制。仿真研究表明,该系统具有并网电流质量高,动态特性好,最大功率点跟踪精确、效率高、稳定性高等优点。     

交错并联式并网MATLAB仿真系统研究

对于小型光伏并网发电系统,文中详细分析交错两级式并网系统。直流侧为双重的BOOST升压电路实现最大功率控制,采用扰动观察法实现最大功率点跟踪,并网逆变器的控制策略电压外环电流内环的双环控制,其中电流内环为滞环控制方式,并网逆变器的输出电流跟踪电网电压,实现功率因数为1的并网方式。文中给出了基于MATLAB的系统仿真模型,结果表明光伏电池能较好地实现最大功率点跟踪,电感容量减小,并且逆变后成功并网。     

光伏并网逆变器的仿真研究

为了提高光伏发电效率和电能质量,对光伏并网逆变器进行了相关研究,针对光伏最大功率点跟踪问题,对传统的电导增量法进行融合和改进．提出一种改进的电导增量控制算法。该控制算法能够快速精准地跟踪最大功率点;有效改善系统在最大功率点附近的震荡现象;提高了光伏电池的发电效率。在逆变控制方面,采用电压外环、电流内环的双PI环控制,电压外环实现中间直流母线电压的稳定控制。电流内环用于控制输出电流的稳定,两者通过中间直流母线耦合,匹配简单,系统控制具有较好的快速性和稳定性;减少了谐波含量,输出电流具有良好的正弦度,且与电网电压同频同相．因而提高了电能质量。最后用matlab对光伏并网逆变器进行建模仿真,实验结果表明该系统工作稳定．性能良好。达到了预定的设计效果。     

基于PSpice的光伏并网系统仿真研究

采用DC／DC和DC／AC两级拓扑结构对光伏并网系统进行了研究和设计,采用改进的定电压跟踪法（CVT）实现最大功率点闭环跟踪,并将PWM控制器引入并网逆变中,采用三角波比较方式实现SPWM电压逆变和输出电流的波形跟踪与控制,在电压、电流内环的基础上引入功率外环以实现系统前后级功率平衡和能量管理,采用基于PSpice的光伏电池仿真模型对所设计光伏并网系统进行了仿真。仿真结果表明,基于PSpice的光伏仿真模型能够有效地模拟实际光伏并网系统的行为特征,将PSpice软件用于光伏发电系统的仿真是可行的。     

单相光伏逆变器的改进型并网控制方法

单相光伏并网逆变器通常采用双闭环控制和电网电压前馈控制的策略,其中双闭环的外电压环为采用PI恒压控制逆变前直流侧电压,分析比较了准比例谐振调节和PI调节两种电流内环的输出外特性,通过对电流内环采用准比例谐振控制的控制系统进行分析建模,建立了逆变器的单相并网仿真模型。仿真结果显示电流内环采用准比例谐振控制能实现并网电流的无静态误差控制,并减小电网频率偏移对并网电流的影响。仿真及实验得到的输出正弦电流波形良好,基于该并网控制策略的光伏逆变器能以高功率因数向电网发电,动态响应快、鲁棒性强、跟踪精度高、并网电流的THD明显优于传统方法,从而验证了改进后模型的可行性和实用性。     

基于升降压斩波电路的三相DC/AC逆变器研究

为了解决常用的逆变器所带来的问题,我们提出一种新型的带升降压功能的三相DC/AC变换器拓扑,并介绍了其工作原理。借助于PSIM仿真软件,对单相和三相电路进行了仿真研究,提出了由单相组成三相电压输出的构成方法。在列出仿真参数的前提下,给出了负载电压,负载电流以及调制给定电压和逆变器输出电压的仿真结果。仿真结果表明三相DC/AC逆变器可以实现50 kHz高频功率变换下宽输入电压范围工频逆变输出,证明了理论分析的正确性。     

基于坐标变换的间隙性功率并网系统解耦控制与设计

针对逆变器电流环的有功电流和无功电流存在耦合的情况,文中采用电流的解耦控制,达到独立控制逆变器的有功功率和无功功率;针对逆变器直流侧电压容易波动,文中采用双环控制,稳定逆变器直流侧的电压。搭建了MA-TALAB/SIMULINK系统仿真实验平台,通过间歇性能源输入逆变器功率变化的实验,验证了该逆变器能独立控制输出的有功功率和无功功率,并且保证了直流侧电压的稳定。     

移相全桥DC/DC变换器双闭环控制系统设计

提出移相全桥DC/DC变换器闭环系统设计方案,基于PWM控制器件UCC3895设计一个双闭环控制系统,该系统采用电压外环和电流内环的控制方式,在电压环中引入双零点、双极点的PI补偿,电流环中引入斜坡补偿,结合实际应用对闭环系统进行实验测试,结果表明所设计的闭环系统动态响应快,稳定性好.     

一种新型逆变器

提出了一种Buck Boost变换方式的逆变器,其基本控制思想是通过改变一个周期内的占空比,以改变单个双向Buck Boost变换器的输出电压。两个相位相差180°的双向Buck Boost变换器的输出电压相减即可得到较为理想的单相正弦波;三个相位相差120°的双向Buck Boost变换器可实现三相逆变。可采用SPWM控制功率管的关闭与导通,采用外环电压环,内环电流环的双环控制。仿真结果验证了所提出的正弦波逆变器的可行性和有效性。     

Adaptive output voltage tracking controller for uncertain DC/DC boost converter

This paper presents a cascade output voltage control strategy for an uncertain DC/DC boost converter adopting an adaptive current controller in its inner loop. Considering the non-linearity, load uncertainties and parameter uncertainties of the converter, the proposed controller is designed following the conventional cascade voltage controller design method. The proposed method makes the following three contributions. First, a coordinate transformation is introduced for the inner loop, enabling avoidance of the singularity problem caused by the estimates of uncertain parameters. Second, a slight modification to the adaptation law is performed to guarantee closed-loop stability in the presence of the time-varying component of the load current. Third, the outer-loop controller is devised such that its performance can be adjusted without any parameter information. The closed-loop performance is demonstrated through simulations and experiments using the DSP28335 with a 3 kW DC/DC boost converter.     

基于有源功率因数校正的高功率因数电源设计

构建有源功率因数校正（APFC）的高功率因数直流电源。该系统采用TI公司专用APFC整流控制芯片UCC28019作为控制核心,构成电压外环和电流内环的双环控制。其中内环电流环作用是使网侧交流输入电流跟踪电网电压的波形与相位;外环电压环为输出直流电压控制环。外环电压调节器的输出控制内环电流调节器的增益,使输出直流电压稳定。系统采用ATmega16单片机进行监控,完成输出电压的可调以及输入功率因数、输出电压、输出电流等的实时测量与显示和输出过流保护等功能。实测表明,系统性能指标完全达到或超过设计要求。     

基于双向PWM变换器的微燃机发电系统起动／发电控制研究

针对微型燃气轮机（微燃机）发电系统的特点,建立了以电压型双向脉宽调制（PwM）变换器为功率变换装置的起动／发电控制模型。微型燃气轮机发电系统起动时,采用矢量控制;发电运行时,采用电压外环电流内环的双环PWM整流控制。仿真实验结果表明：起动时,高速永磁同步电机（PMSG）采用矢量控制比速度开环控制性能更优,减少了起动时间,满足快速起动的要求;发电运行时,与二极管整流相比,PWM整流能使交流侧电流跟踪发电机的感应电动势,功率因数约为1,降低了发电机侧的电流谐波,即减少了谐波热。同时保证了发电机在一定宽速范围内,输出直流电压稳定,并且在起动一发电过渡转换过程中,直流母线电压降落后,快速恢复为稳定值,满足平滑转换的要求。     

Active input-voltage and load-current sharing in input-series and output-parallel connected modular DC-DC converters using dynamic input-voltage reference scheme

This paper explores a new configuration for modular DC/DC converters, namely, series connection at the input, and parallel connection at the output, such that the converters share the input voltage and load current equally. This is an important step toward realizing a truly modular power system architecture, where low-power, low-voltage, building block modules can be connected in any series/parallel combination at input or at output, to realize any given system specifications. A three-loop control scheme, consisting of a common output voltage loop, individual inner current loops, and individual input voltage loops, is proposed to achieve input voltage and load current sharing. The output voltage loop provides the basic reference for inner current loops, which is modified by the respective input voltage loops. The average of converter input voltages, which is dynamically varying, is chosen as the reference for input voltage loops. This choice of reference eliminates interaction among different control loops. The input-series and output-parallel (ISOP) configuration is analyzed using the incremental negative resistance model of DC/DC converters. Based on the analysis, design methods for input voltage controller are developed. Analysis and proposed design methods are verified through simulation, and experimentally, on an ISOP system consisting of two forward converters.     

双重化双向DC/DC变换器鲁棒反演滑模控制策略研究

摘要：由于双向DC/DC变换器在储能逆变系统中承担能量双向流动任务,因此,系统能量管理关键是对变换器控制策略进行有效选择。针对双闭环控制策略在双向DC/DC变换器动态性能、谐波抑制和抗干扰能力等方面的不足,提出了一种鲁棒反演滑模控制策略,建立了锂离子电池PNGV等效电路模型,搭建双重化双向DC/DC变换器主电路,最终利用实验平台对锂离子电池组在两种控制策略下的充放电情况进行对比分析,同时对鲁棒反演滑模控制策略下输入电压大幅扰动进行了研究。实验和仿真验证了所提出方法的有效性,在锂离子电池组充放电控制上鲁棒反演滑模控制策略相对于双闭环控制策略更具有优势,且该控制策略对于提高蓄电池的充放电效率具有普遍性。     

混合动力船舶双向DC-DC变换器的研究与设计

针对全桥双向DC-DC变换器Buck和Boost两种模式参数设计要求不同的问题,提出了一种"占空比-变压器-电感"匹配设计法。对全桥双向DC-DC变换器的两种工作模式分别进行建模,设计了闭环控制系统,Buck模式的闭环控制系统保证了动力电池恒压充电;Boost模式的闭环控制系统保证了母线电压恒定。根据混合动力船舶的特点设计了双向DCDC变换器,仿真实验验证了所设计的双向DC-DC变换器控制系统和控制策略的正确性,保证了分别处于两种工作模式时输出端电压稳定。     

基于锂电池化成的新型双向DC／DC拓扑结构研究与建模

提出一种用于锂电池化成技术的新型双向DC／DC拓扑结构。采用两级双向DC／DC拓扑结构,一级使用半桥双向变换器,另一级使用Buck—boost双向变换器,用数字信号处理器对Buck—boost双向变换器进行闭环控制,能实现输入电压和输出电压有较大压差的情况下进行变换。在Matlab／Simlink下对该拓扑结构进行验证。结果表明,该变换器性能稳定,能有效地实现3V电池电压和400V母线电压双向变换。     

基于TPS6211X的FPGA高效电源设计

手持测试设备中,为了从系统电池获得较高的总功率,多数系统的电池电压都在7V之上。介绍一种实用的高效率DC／DC直流电源转换器TPS6211X的性能特点和应用方法,结合项目实例,分析其在手持式测试设备中为FPGA器件提供所需电压的应用设计方案。经过实践验证,该方案能显著提高系统的工作时间,达到了预期的目标。     

消除推挽DC／DC变换器偏磁策略的研究

利用了电压环和峰值电流环控制大功率推挽DC／DC变换器,提出消除主变偏磁的策略,设计了3kW推挽变换器,利用MATLAB仿真验证了该控制策略可以消除主变偏磁。该策略已用于低压大功率的变换器。