数字锁相测试用畸变电网信号模拟装置

设计了一种能够为数字锁相技术提供三相畸变电网电压和电流信号的模拟装置。选取TMS320F2812DSP作为控制核心,通过上位机与DSP通信,实时传递信号基波频率、基波和各次谐波的幅值和相位偏移参数,编写信号频率突变、幅值突变、相位偏移定点程序。DSP输出的PWM波形经过二阶有源低通滤波器滤波,获得所需要的模拟三相畸变电网电压和电流信号。ANF锁相实验结果表明装置产生的信号可直接输入到DSP、单片机中,为数字锁相算法提供畸变电网信号。     

矿用三相数字化电源的研究

针对现有矿用三相电源对井下电网造成的谐波污染问题,设计了一种基于STM32F103VB的矿用三相数字化电源,详细介绍了该电源的工作原理及控制策略。该电源采用典型AC-DC-AC结构,其PWM整流器采用电压、电流双闭环直接电流控制策略,以实现输入电流为正弦波且与输入电压同相位、输出电压稳定的控制目标;PWM逆变器采用电压外环、电流内环的双闭环控制策略,以提高输出电压的波形质量和负载适应性;SPWM波通过STM32F103VB定时器的下溢中断来获得。实验结果表明,该电源的输入电流谐波含量很低,具有较高的功率因数和输出稳定度。     

改进的p-q检测法在D-STATCOM电流检测中的应用

分析了传统的p-q检测法检测负载电流中的谐波、无功和负序电流量时产生误差的原因,提出了一种改进的p-q检测法。改进的p-q检测法利用电网中的一相电压构造虚拟的对称三相系统以代替实际电网的三相电压,可在电网电压不对称时仍能准确地检测出负载电流中的谐波、无功和负序电流,从而消除不对称因素造成的补偿电流检测的误差。仿真结果证实了该检测法的正确性。     

基于电压不对称故障修正的电网稳定控制仿真

因电网动态电流和电压的变化难以控制,且电压不对称问题修正过程干扰因素过多,提出一种电网稳定控制方法。根据动力守恒定律建立电网功率输出模型,分别计算在有、无功率输出时电网运行相关量的正、负序量值,将其作为电网稳定控制阈值。考虑到电网故障分为电压变化、电流变化以及运行功率变化三个阶段,采用无功注入方式补偿出现故障时既定电压的差值会出现空缺问题,设置逆变输出器,控制故障电流的跌落值,完成电网稳定的控制。经仿真证明,当电网出现电压不对称故障时,电网的360个测试点经过研究方法控制后电压、电流均回到了稳定阶段,整体波形变化相对平稳没有出现过高或过低的幅值,电网实现高效稳定运行。说明所提方法对电压、电流的稳定控制效果好,鲁棒性较强,实用价值更高。     

自然坐标系SVPWM四桥臂中频逆变器调制策略研究

三相四桥臂中频逆变器逐渐成熟,能满足航电和雷达设备对中频电源的需求,且能在不平衡负载下保持三相电压稳定。为研究逆变器带不平衡负载能力,首先分析了自然坐标系下空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,减少了在αβγ坐标系下坐标变换、矢量选取与占空比计算的复杂性,利于实现DSP数字化控制。通过分析三相四桥臂的平均电流模型,实时采样负载电流并计算参考电压,使逆变器能适应各种不平衡负载,采用PI控制稳定系统输出电压。经仿真和实验验证,逆变器带非线性负载和不平衡负载能力强,输出电压波形THD小。     

基于链式SVG三相不平衡负荷的平衡补偿方法的仿真分析

本文对链式静止无功发生器的工作原理进行了分析,在深入研究三相不平衡负荷的平衡化补偿原理的基础上,提出了一种基于链式静止无功发生器在不平衡补偿时的分相补偿控制方法.该方法是通过对静止无功发生器各相输出电压与电网电压的相角差δ进行调节来控制各相输出电流,从而可以有效地对三相负载不平衡的系统进行平衡补偿.对所提出的补偿方法进行了仿真研究,仿真结果表明运用分相控制方法补偿三相不平衡负载,具有比较好的稳态补偿效果,补偿后电网电流三相平衡,各相电流与电压基本同相位并且幅值成相同的比例,达到了负载功率平衡和无功补偿的目的.     

基于解耦锁相的风电逆变并网控制系统仿真

采取双同步坐标系解耦锁相的方法,检测出不平衡电网电压中的正序分量和负序分量,并利用坐标变换的数学手段建立包括网侧PWM 逆变控制、电压锁相环在内的直驱式风力发电的网侧数学模型,提出电流解耦控制策略,同时结合矢量脉宽调制方法( SVPWM) 对交流侧输出电流实施有效控制。使其能独立控制输出电流的有功分量和无功分量,并使输出电流波形为正弦波且与电网电压同频率同相位,从而减少了对电网电压的谐波污染,并消除电压不平衡的影响,实现三相电网电压幅值不平衡时输出电流与电网电压的精确锁相。还利用MATLAB/Simulink 软件平台搭建了系统的仿真模型,在电网电压平衡和不平衡时分别进行仿真,仿真结果证明控制系统的可行性与有效性,提高了风力发电并网的可靠性。     

基于电网电压定向的光伏并网逆变器系统研究

针对传统的光伏并网系统逆变控制策略存在控制复杂、谐波含量多的问题,提出了一种基于电网电压定向的光伏并网逆变器直接电流控制方法,给出了以TMS320F2812为主控制器的三相光伏并网逆变器系统的硬件及软件设计。该逆变器直接电流控制方法采用过零检测电路测量电网电压的过零点时刻,得出过零点时刻的电网电压的旋转角度,从而得到逆变器输出电压的幅值和相位;采用SVPWM技术控制IPM的开断,使逆变器输出上述幅值和相位的电压,从而实现单位功率因数并网发电功能。实验结果表明,该逆变器直接电流控制方法简单,逆变器输出电流与电网电压基本保持相同的频率和相位,并网发电功率因数接近于1。     

基于αβ坐标下离网逆变器控制策略研究

三相离网逆变器的数学模型在dq坐标系下存在耦合项,并且当负载突变或不平衡时,输出电流波形易产生畸变,对负载造成一定的损坏并减少其使用寿命.针对上述存在的问题,提出基于αβ坐标系下的电流重复控制策略,该控制策略不需要进行Park变换和解耦计算,且能有效地抑制波形的畸变.仿真结果表明:采用LC型滤波器三相逆变器在αβ坐标系下电流重复控制方法是正确的,且能够减少逆变器输出电流波形的谐波含量,满足谐波畸变率要求,为负载提供优质的电能.     

基于零序电流差动量的矿井低压电网选择性漏电保护新方案

针对现有矿井低压电网选择性漏电保护装置存在可靠性及灵敏度低的问题,提出一种基于零序电流差动量的选择性漏电保护新方案。该方案通过对矿井低压电网发生单相漏电故障时各支路不同采集点的零序电流值做差,根据差动量的幅值及相位在故障支路与非故障支路中的差异性实现漏电保护的横向选择及区段定位。Matlab/Simulink仿真实验及快速傅里叶变换结果表明,该方案不受电网负载容量、三相电源电压初始相位角的影响,在故障选线及区段定位方面具有较高的可靠性及灵敏度。     

电网不平衡状态下24脉波整流系统仿真研究

提高电网电能质量问题,由于电网电压不平衡影响安全供电系统,针对在大功率整流器领域中,采用多相整流技术来降低整流电路谐波含量,提高功率因数,但对电网电压不平衡情况下多脉波整流系统不能满足要求的情况,研究了一种新型24脉波整流系统,利用电压电流输出特性,建立模型在MATLAB上对比分析了不同程度电网不平衡对多脉波整流电路输出波形的影响,结果对电网不平衡情况下整流系统输出电压、电流的谐波含量进行仿真分析证明,电网提高了平衡能力,表明24脉整流系统与传统的整流方式相比具有更好的抗电网不平衡干扰的能力,在电力系统中具有更广阔的应用前景。     

电网电动势初始相位角对三相PWM整流器启动电流的影响分析

分析了三相PWM整流器启动冲击电流产生的原因,研究了电网电动势的初始相位角和交流侧电压初始相位角对启动电流的影响,提出了采用锁相环的输出来控制电网电动势的初始相位角的方法。该方法避免了启动时某相电流过大的问题,使启动时三相交流电流的大小相差不大。实验结果验证了该理论分析的正确性和方法的有效性。     

一种检测SSAS远端电压补偿连接状态的简单方法

空间太阳阵列模拟器(Space Solar Array Simulator,SSAS)是模拟太阳能电池板在各种负载条件下的输出特性曲线,在航天器电源系统的地面测试领域有着广泛地应用。但是在实际测试环境中,太阳阵模拟器与被测航天器电源之间较长的测试线缆,严重影响了太阳阵模拟器输出I-V曲线的模拟精度,故一般采用补偿连接线的方式对模拟器的输出电压进行远端补偿。提出了一种简单的检测远端电压补偿端子连接线的连接状态的方法,并给出归一化的故障状态判断依据。该方法不仅仅适用于太阳能电池阵列模拟器设备中,也可应用于任何大功率电源需要对输出电压进行远端电压补偿的应用场合。     

基于瞬时对称分量法的三相功率源研究

合并单元等新型数字化设备与传统的电网测控设备在原理上有较大区别,其性能检测试验要求功率源输出多种波形信号。针对这一需求,基于功率放大器,研究了一种任意波形输出的程控功率源,输出的三相电压电流信号均可独立调节。针对大功率运算放大器输出不稳定的问题,提出了一种基于瞬时对称分量法的快速反馈控制方法,减小了处理器对数据存储量的需求。经过试验测试,研制的三相功率源具有稳定速度快、输出稳定和精度高的特点,准确度等级达0.05级,可作为标准功率源。     

不平衡电网中三相脉冲调宽整流器的控制

在常规的三相整流器控制器设计中,一般均假设三相电网电压平衡,然而当实际电网不平衡时,传统双闭环控制策略将使直流侧出现严重的二次谐波功率从而严重影响整流器输出品质.鉴于此,本文在分析PWM整流器数学模型和电网不平衡条件的基础上,电压外环采用模糊PI控制,提高直流侧电压动态响应速度,电流内环采用无需进行正负序分解的正、负序电流独立控制策略,实现了不平衡电网下对三相PWM整流器的双闭环控制.仿真结果表明:所设计的控制方法保证了在不平衡条件下直流侧电压快速地稳定,有效抑制了直流侧二次谐波,提高了整流器的运行性能.     

基于STM32单片机的微电网模拟系统设计

本系统主要由主控电路和三相逆变电路模块组成。采用DC直流电源供电,STM32单片机输出一个模拟量,控制EG8030输出SPWM波,经三相对称整流桥输出三相交流到三相对称Y型负载。采用电流互感器和电压互感器进行电流、电压采样,反馈到单片机形成闭环控制,采集到的数据可实时液晶显示。逆变器1和逆变器2并联到母线,实现共同向负载输出功率,负载可调整。     

基于单周期的三相并网逆变器控制策略研究

研究单周期控制及三相并网逆变电路的优化设计问题,将单周期控制方法运用到并网逆变器中,提出了一种基于单周期的逆变控制策略.分析了三相并网逆变器中开关管的动作顺序与电网电压的关系,推导出了开关管的触发脉冲与电网电压之间的逻辑关系,提高了控制性能.实验结果证明将单周期控制策略应用于三相并网逆变器中可以快速地将输出畸变电流校正为正弦电流,并实现输出电流对电网电压的跟踪,达到很好的功率因数校正效果.     

太阳敏感器电模拟器设计

针对小卫星半实物仿真系统的技术需求,提出了一种太阳敏感器电模拟器设计实现方法;模拟器以FPGA作为控制核心,采用压控电流源实现了0-1式太阳敏感器、模拟式太阳敏感器的输出电流模拟;通过专用电流源芯片REF200实现了数字式太阳敏感器输出电流模拟;模拟器由计算机通过RS-485接口控制,既能模拟太阳敏感器正常工作时的电信号输出,也能模拟太阳敏感器出现故障时的电信号输出;该太阳敏感器电模拟器已应用于小卫星的半实物仿真,其电流精度可达±1μA。     

一种电子负载模拟器方案设计

为了更加便捷的开展航天器各项大型试验和测试工作，研制了一种电子负载模拟器。电子负载模拟器能够模拟航天器电气系统的压力传感器、电磁阀、自锁阀、温度传感器、火工品等负载的电压和电流信号特性，并完成负载电压的采集和负载通电时间的统计，同时将所有功能模块集成到一个标准机箱中，所有电气信号接口通过若干接插件汇总对外进行连接，各功能模块通过上位机软件进行通信和控制。电子负载模拟器参与了某型号航天器的模飞测试工作，测试数据准确无误且性能稳定，既验证了上游驱动电路的电气匹配特性，又节省了梳理负载电缆和插拔接插件的繁琐性，同时也降低了人员频繁插拔接插件的出错概率。     

基于DSP的光伏并网系统MPPT算法研究

介绍了以DSP为主控芯片的光伏并网系统,它能跟踪光伏阵列最大输出功率点,实现光伏阵列和负载优化匹配,使负载获得最大功率。在光伏阵列输出功率最大为跟踪目标的定步长MPPT一阶差分算法的基础上,采用以使负载获得最大功率为跟踪目标的变步长寻优MPPT算法,能够更好地实现最大功率点的跟踪。实验结果表明:该系统能够快速准确地跟踪太阳能电池最大功率点,并自动同步跟踪电网频率和相位,实现并网电流的正弦波形以便与电网电压同频同相馈入电网,提高了系统逆变效率和可靠性。