两级式光伏发电系统低电压穿越控制策略研究

随着中功率两级式光伏逆变器在大中型发电系统中的大规模应用,基于两级式光伏逆变器的低电压穿越控制技术得到越来越多的研究。与单级式光伏逆变器相比,两级式光伏逆变器存在前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器,控制更复杂,低电压穿越难度更大。文中首先进行了系统建模,然后提出了一种基于控制模式无缝切换的低电压穿越控制策略,DC/DC变换器在稳态时作为MPPT控制器进行最大功率点跟踪,DC/AC逆变器作为恒压源稳定直流母线电压。在低电压穿越时,DC/DC变换器以恒直流母线电压方式运行,DC/AC变换器以有功无功模式运行。此方法可以解决低电压穿越过程中有功不匹配而导致的直流母线过压的问题。最后,通过在一台40k W的两级式光伏并网逆变器样机上进行实验,验证了理论分析的正确性及可行性。     

两级式并网变换器级联稳定性及控制策略研究

直流微电网通过并网变换器与交流电网相连,实现功率的双向流动及直流母线电压的稳定,两级式并网变换器以其直流侧电压调节范围大、动态响应快等优点被用于低压直流微电网中。以母线电压为400 V的直流微电网为背景,研究两级式并网变换器的控制策略及其级联稳定性。提出以直流母线电压为控制信号的两级式并网变换器均流策略,实现直流微电网功率的自动平衡及并网变换器功率的双向流动。建立两级式并网变换器的小信号模型,设计控制器参数,并根据阻抗比判据分析了两级式变换器的级联稳定性。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能够跟踪直流母线电压的变化,平衡直流微电网功率,稳定直流母线电压,并实现并网变换器功率的双向控制,具有良好的动态响应。     

固态变压器高压级电流控制策略仿真研究

固态变压器普遍采用高压级、隔离级和逆变级三级拓扑结构以实现电压等级变换、电磁隔离和能量双向流动等功能。针对固态变压器高压级电流控制问题,通过建立固态变压器高压级数学模型,根据网侧电压信号,结合矢量控制和载波相移技术,提出一种单相dq矢量共同占空比控制策略。在MATLAB/Simulink仿真软件中搭建了七电平固态变压器高压级实验平台来验证该策略的有效性和正确性。仿真结果表明,该策略不仅可以保证固态变压器高压级实现单位功率因数运行,且电流谐波含量低,并网效果良好。     

基于三电平拓扑的两级式储能变流器控制策略

随着电网中分布式可再生能源的渗透率不断增加,微电网的应用引起了广泛的关注.储能变流器作为微电网中的重要组成部分,在其运行管理中发挥着关键的作用;然而,常见的单级式储能变流器输入电压范围窄、适用范围小,两电平储能变流器则具有器件承受大、设备体积大的缺点.为了解决上述问题,提出一种基于三电平拓扑的两级式储能变流器的控制策略...     

两级式低电压大电流变换器的电压双环控制

分析了两级式低电压大电流电路拓扑结构、工作原理及控制特性。由于该类逆变器采用前级调节，所以稳定性差、动态响应速度慢。为此，结合其结构特点，提出了电压双环控制方案。仿真与实验结果表明，该控制方案具有良好的控制效果。     

四开关三相无刷直流电机两有效矢量调制电流控制策略

该文提出了一种用于四开关三相(four-switch threephase,FSTP)无刷直流(brushless DC,BLDC)电机的两有效矢量调制(two-effective-vector modulation,TEVM)电流控制策略。FSTP逆变器具有开关数量少、开关损耗小、成本低等优点。但是由于电机c相绕组端点直接与直流母线中点相连,如果采用传统的双极开关调制方法,在模式I和IV下,c相反电动势会使c相绕组与其他两相绕组之间产生环流,从而导致三相电流畸变。为了抑制反电动势对电流的影响,在传统双极开关调制方法的基础上,TEVM电流控制策略通过在每一个开关周期中插入一个调节矢量,控制c相电流平均值收敛于0。该文通过构造李雅普诺夫(Lyapunov)函数证明了TEVM电流控制策略的稳定性,进一步利用2种不同的方法计算得到调节矢量的占空比。实验结果表明,TEVM电流控制策略能够抑制电流畸变现象,控制三相电流为方波,使输出电流具有较好的动态响应和稳态性能,因此该策略能够实现低成本、高性能的BLDC电机控制。     

适用于高压输入低压输出的两级式变换器

超大规模集成电路的飞速发展给其供电器提出了越来越高的要求,传统的变换器不再能够满足这些要求.为此,该文提出了一种隔离式变换器和非隔离式变换器相结合两级式结构.该结构解决了传统变换器在此类模块设计中遇到的占空比失控、变压器绕组之间耦合欠佳等问题,尤其适合于高功率密度、高可靠性的低压大电流输出的小功率模块.该文在分析了这种变换器的稳定性基础上,采用该拓扑结构试制了一台33-75V输入、5V/10A输出的原理样机,给出了实验结果.     

高压输入低压多路输出的两级式变换器

270V高压直流电源系统是先进飞机电源系统的优选方案。随着飞机供电容量的增加,要求航空二次电源能够提供不同等级的电压输出以满足各种机载电子设备的需求。在这种高压输入低压多路输出的应用场合中,传统的变换器常遇到占空比失控、绕组耦合不佳及交叉调整率较差等情况。提出了一种隔离式拓扑和非隔离式拓扑相结合的两级式多路输出结构,可以解决传统变换器在此类电源模块设计中存在的问题。在分析这种变换器稳定性的基础上,试制了一台200～330V输入,12V/2A、-12V/1A、3.3V/6A和5V/10A4路输出的DC/DC原理样机,给出了实验结果。     

两级式宽输入电压范围阳极电源研究

针对霍尔电推进（HEP）系统功率处理单元（PPU）阳极电源输入电压范围易受电推进发动机、太阳能电池阵等设备的影响而波动范围较大的问题,设计了一款高性能阳极电源,采用了两级式功率拓扑架构,前级为反向耦合两相交错并联Boost变换器,后级为定频LLC谐振变换器。研究该拓扑架构的工作原理并进行小信号建模,仿真和原理样机证明了设计的阳极电源满足宽输入电压范围特性,且具备良好的抗扰动能力及较高的效率。     

基于有功指令共享的两级式光伏并网系统低电压穿越控制策略

传统低电压穿越控制下,两级式光伏并网系统的前级和后级变换器控制相互独立。因此前级变换器需要根据直流母线电压波动被动地调整其输出功率,动态响应速度较低。针对这一问题,提出了一种基于有功功率指令共享的两级式光伏并网系统低电压穿越控制策略。该策略可以根据网侧电压降落深度动态调整后级变换器的有功功率指令,同时使光伏阵列根据该有功功率指令主动调整输出功率,保持直流母线电压恒定。通过仿真和实验将所提控制策略与现有的低电压穿越控制策略进行对比分析,结果表明：所提控制策略下光伏阵列的输出电压、电流的波动明显减小,且2台变换器输出功率动态响应加快,验证了所提控制策略的有效性。     

三相VIENNA整流器矢量控制策略的研究

针对三电平VIENNA整流器存在中点电位波动、控制复杂的问题,将直流侧中点电压偏差引入到电压定向电流解耦的双环控制中,通过调整矢量作用时间来达到直流侧中点电压平衡控制,并探究了一种三电平空间矢量平面简化到两电平矢量平面的简化空间矢量脉宽调制算法。最后通过MATLAB/Simulink搭建VIENNA整流器矢量控制仿真模型,通过仿真分析证实了该控制策略简单可行,且具有良好的动态性能和静态性能。     

通用变频器矢量控制与直接转矩控制特性比较

矢量控制与直接转矩控制作为当前两种主要的交流电机变频调速传动控制策略,在实际中得到广泛的应用.本文是以矢量控制与直接转矩控制策略比较为核心,在对两者进行了理论分析的基础上,在变频器-异步电机试验平台上进行了试验对比,给出两种控制策略下异步电机电磁转矩稳态和动态响应性能试验结果.     

异步电机多变量矢量控制系统

文章以异步电机矢量控制系统双输入双输出状态空间模型为基础,应用多变量线性控制系统调节器设计方法,设计异步电机多变量矢量控制系统.此方法更好地体现了原矢量控制系统多输入多输出的特点,使矢量控制系统的控制特性得到提高.     

矩阵变换器空间矢量调制的闭环控制研究

开环控制的矩阵变换器空间矢量调制方法在输入端有随机扰动的情况下,输入电流、输出电压易出现波形畸变和谐波,为此提出输出电压闭环控制方法。对实际输出电压进行实时采样,计算其旋转空间矢量的相位、幅度以及与期望输出电压的空间矢量对应各量的偏差,将两者的相位偏差和幅度偏差作为负反馈量,加到下一个采样周期中以修正开关调制矩阵函数,从而实现系统的闭环控制。给出了算法的具体实现方法,仿真验证了算法的正确性和有效性。     

高性能坦克炮控系统自适应控制研究

针对坦克炮控系统非线性扰动和系统参数非线性漂移等问题,在分析炮控系统性能并建立其数学模型的基础上,提出了转速环双环复合自适应控制策略,设计了负载扰动观测器和单神经元自适应PID控制器.仿真表明,该方法能够有效地抑制负载扰动和参数变化对系统的影响,提高系统的鲁棒性.     

三相电压型脉宽调制整流器矢量控制研究

在三相电压型脉宽调制整流器d-q轴数学模型的基础上，对其矢量解耦控制策略进行了研究，提出了基于电流的状态解耦和电网电压前馈补偿的控制策略。仿真结果表明，采用此控制策略的整流器能够扶徘忡化功率心数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应，并能够实现能量的双向流动。     

三相电压型脉宽调制整流器矢量控制研究

在三相电压型脉宽调制整流器d-q轴数学模型的基础上,对其矢量解耦控制策略进行了研究,提出了基于电流的状态解耦和电网电压前馈补偿的控制策略。仿真结果表明,采用此控制策略的整流器能够获得单位功率因数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应,并能够实现能量的双向流动。     

基于模糊逻辑控制器的双级矩阵变换器闭环控制研究

为了提高双级矩阵变换器(TSMC)对电网电压突变以及负载扰动的鲁棒性,提出了一种基于模糊自整定比例积分(PI)控制的TSMC闭环控制的方法.该方法将输出线电压进行dq变换得到d-q坐标系下的直流量,利用模糊自整定PI控制器实现对输出给定电压d,q分量的跟踪控制.模糊自整定PI采用模糊规则对PI参数进行在线自调整,有效地缓解了常规PI调节系统快速性和平稳性的矛盾.仿真结果表明:该控制方案使TSMC系统获得了良好的稳态和动态性能.     

基于矢量控制的异步电动机节能运行的研究

针对异步电动机在轻载状态下运行效率低的问题,在以转子磁场定向的矢量控制系统中,建立了考虑铁损的异步电机的损耗模型。通过研究不同运行条件下电动机损耗和转子磁链的关系,采用了结合电机损耗模型和在线搜索的混合式节能控制方法,相比于单纯的损耗模型节能控制方法具有更好的高效性和鲁棒性。最后,通过仿真研究验证了此方法的正确性。     

双级矩阵变换器的过调制策略研究及实现

在分析双级矩阵变换器(MC)控制原理的基础上,提出了一种过调制控制策略,该策略分为两步:首先通过控制双级MC中的整流器,使其整流侧得到尽可能大的直流整流电压;然后,对双级MC逆变器进行过调制,以增大逆变器输出电压,提高电压传输比。在过调制控制原理的基础上,基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)建立了一套双级MC实验装置。实验结果证明,双级MC过调制策略能有效提高电压传输比,从而验证了该过调制策略的正确性。