基于电流前馈补偿的双极式变流器控制策略

为了提高变流器DC／DC与DC／AC模块之间的协调控制,加强变流器系统的稳定性并提高动态响应速度,本文提出了一种基于电流前馈的新型控制算法,并应用于一个30kVA双极式储能变流器实验平台。实验结果表明,该算法能够有效地降低在直流侧功率进行转换时对直流母线电压进行的冲击,并在很大程度上提高了双极式变流器的动态响应速度。     

改进的双向储能变流器多模式运行控制方法

研究了双向储能变流器(PCS)的控制,对变流器的拓扑结构以及控制方法都进行了改进.双向PCS采用两级式拓扑,前级为两相交错并联的DC/DC变换器,后级为T型三电平DC/AC变换器.在此研究了DC/DC变换器和DC/AC变换器在离网和并网两种模式下的控制策略.为提高系统的稳定性及动静态性能,在DC/DC变换器中引入载波移...     

基于电网电压修正的并网变流器前馈控制策略

电网电压前馈被广泛用来改善并网变流器的启动性能和抑制电网电压谐波对并网电流的影响。然而,实际中很多非理想因素会削弱前馈的谐波电压抑制能力。首先建立了并网变流器的数学模型,并深入分析了数字控制和电压采样低通滤波器引入的延时对前馈谐波电压抑制能力的影响。进一步,为了提高前馈的谐波电压抑制能力,引入了基于电网电压修正的变流器前馈控制策略,并给出了最优修正步长的求解方法。最后,搭建了系统仿真模型,仿真结果证明了理论分析的正确性和前馈控制策略的有效性。     

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...     

基于电流前馈控制的小电容链式储能系统

级联H桥链式结构可有效解决中低压储能系统运行和管理问题,而链式储能系统各子模块输出功率含有低频波动电压,因此工程上多采用大电容以降低电容波动电压,避免设备过电压.本文提出了一种适用于具有双向DC-DC链式储能系统的电流前馈控制法,通过前级DC-DC变换器产生二倍频波动功率输出,降低链式结构模块电容二倍频功率分量,从而可减少直流电容电压波动,大幅降低电容容值.本文详述了电流前馈控制实现机理,并通过实验有效验证了所提方法的有效性.     

电池储能双向变流器的研制

介绍了储能变流器的控制系统和主电路构成,并给出了三相变流器的数学模型。为有效消除干扰和谐波对电网锁相的影响,提出了基于离散傅里叶变换的闭环锁相控制方式。通过并网有功控制实现恒流充放电、恒压充电、限压放电等多种充放电模式,并可实现无功控制。并网控制采用PI控制和重复控制相结合的复合控制,实现周期性扰动的无静差调节,有效抑制并网电流谐波提高电能质量。研制了一台应用于光储系统的20 kW实验样机,通过实验对所提出的控制方法进行了验证。     

基于电网电压前馈的VSG平衡电流控制策略

在电网电压不平衡条件下基于虚拟同步发电机(VSG)控制策略的逆变器输出三相电流不平衡并且电流幅值过大。针对此问题,提出一种基于电网电压前馈的VSG平衡电流控制策略。利用VSG电流内环的控制框图推导出前馈控制器的传递函数,再将电网电压经前馈控制器前馈至电流内环,减轻故障电压对电流波形的干扰,降低电流畸变率。将瞬时有功、无功功率的平均值反馈到VSG算法得到抑制负序电流的电压参考指令,在电网电压故障期间使并网电流依然保持三相平衡而且幅值稳定。最后通过MATLAB/Simulink仿真证明了所提控制策略的有效性。     

一种电流前馈控制的单位功率因数三相SAPWM变流器

本文提出一种基于幅相控制方式、具有电流前馈的单位功率因数三相电压型SAPWM变流器。根据相量间的直角三角形关系和能量平衡原则,建立了该系统的低频数学模型,分析了系统的相量调节方式。在此基础上,将直流侧负载电压的变化率转化为到达下一个平衡状态时相位与调制深度的附加控制量,以提高系统的快速性。实验证明:控制系统实现了单位功率因数和能量的双向流动,且输出直流电压恒定可调,相电流的谐波含量非常小,系统动态性能较好。     

储能变流器用新型电流跟踪控制方法研究

针对并网大功率储能变流器(PCS),提出一种新型电流跟踪控制方法。该方法能够在保证变流器开关频率恒定的前提下实现并网电流与指令电流零误差跟踪。该方法控制电路结构简单,算法容易实现,能够实现大功率PCS控制的全数字化,提高大功率PCS的稳定性、可靠性和可维护性。这里介绍了该控制策略的原理和实现方法,在PSCAD仿真平台上搭建了仿真模型,对该控制方法进行了仿真研究,最后搭建直流母线500 V的低压实验平台进行了该方法的实验研究,结果验证了理论分析的正确性和该算法的可行性。     

一种电流源型双向储能变流器设计

针对电压源型AC-DC储能变流器存在低压调节范围小、电流纹波大的问题,本文设计了一种三相电流源型AC-DC变换器与特殊的隔离型DC-DC变换器相结合的两级式储能变流器。基于DSP TMS320F28335和SVPWM控制策略实现了对该变流器的数字化控制,最后通过试验验证了电路拓扑和控制策略的可行性和有效性。     

光储系统中双向DC/DC变换器预测电流控制

提出了一种新的预测电流控制方法,该方法引入模型预测控制(MPC)思想,控制思想明确且实现简单,通过预测模型的建立和目标函数的优化使得控制目标实现系统综合最优。对双闭环控制和预测电流控制方法进行仿真及实验对比,结果表明预测电流控制使系统在动态过程中电压电流的超调量减小10%左右,动态响应时间至少减少一半,且静态过程中电压电流的稳定性更好。     

链式电池储能系统的荷电状态复合均衡控制策略

针对链式电池储能系统相间荷电状态(SOC)不均衡问题,在详细分析链式储能系统功率模型的基础上,提出了一种结合零序电压和负序电压注入的新型复合SOC均衡控制策略。此控制策略兼顾了储能装置的输出性能、相间SOC均衡能力和电能质量,均衡过程能够实现平滑过渡,对系统无扰动。实验样机的运行结果证明了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于模块化多电平换流器的电池储能系统控制策略

针对基于模块化多电平换流器的电池储能系统,提出了电网电压对称运行和电网电压不对称运行情况的通用控制策略。其控制策略主要包括输出功率控制、电池荷电状态(SOC)均衡控制以及并网电流直流分量抑制。SOC均衡控制分为相间SOC均衡、桥臂间SOC均衡以及桥臂内SOC均衡。通过控制环流实现相间SOC均衡和桥臂间SOC均衡;通过调节各个子模块输出电压工频分量,实现桥臂内各子模块的SOC均衡。首先对基于模块化多电平换流器的电池储能系统的模型进行了详细分析;基于等效模型,提出了相应的控制策略。最后,通过仿真以及实验对所提出的控制策略进行了验证。     

一种基于电流滞环控制的模块化多电平变流器调制策略

针对模块化多电平变流器(MMC)在中低压领域中的应用,提出一种改进型最近电平逼近(NLM)调制策略,调制策略中引入电流滞环控制环节对最近电平逼近调制结果进行修正,并分析了滞环环宽的设定。该调制策略实现简便,动态性能好,控制器计算量小。对传统NLM调制策略和该文提出的改进型NLM调制策略进行了仿真和试验对比。仿真和试验结果表明,该调制策略可明显改善输出电流波形的质量,具有良好的动态性能,实现了输出电流对参考电流的快速、精确跟踪。     

用于超级电容储能系统的三电平双向直流变换器及其控制

传统两电平DC-DC变换器开关器件承受电压应力高,输出电流纹波大。本文采用一种三电平双向直流变换器控制超级电容的能量流动,有效提高了超级电容充放电效率和输入电压等级。分析了三电平双向直流变换器的工作原理及其控制策略,在Matlab/Simulink平台上搭建仿真模型,验证了三电平双向直流变换器拓扑的优点,并实现了对直流网压、飞跨电容电压以及超级电容充放电电流的控制;样机实验表明了该变换器及其控制的合理性和有效性。     

基于反激变换器恒流控制的电压前馈补偿策略

反激变换器因其结构简单,成本低廉,在小功率电源如手机充电器,笔记本适配器中得到广泛应用。在很多手机充电器的应用中,都要求充电器在达到额定电流之前保持恒压输出,超过额定电流之后保持恒流输出。由于开关管的传输延时,在不同的输入电压下,通常会导致原边峰值电流变化,这将严重影响副边恒流点的控制精度。本文详细分析了反激变换器工作在断续模式时,恒流特性受输入电压影响的原因,并介绍了三种消除输入电压影响的补偿方案,比较了这三种方案的优缺点。最后通过一个12 W的充电器样机,实验验证了加入电压前馈补偿之后恒流误差从2.8%降低至1.2%,取得了良好的补偿效果。     

一种新型Boost变换器前馈控制策略

在通过直流母线汇流的独立光伏发电系统中,维持直流母线电压恒定是保证系统的高效运行、较高的电能质量以及延长蓄电池的使用寿命的重要手段。提出一种在光伏MPPT Boost变换器后通过再一级Boost变换器与直流母线连接的网络结构,并采用新型的前馈控制策略实现对直流母线电压的稳定控制。该控制方法为,在原有的电流内环电压外环双环控制基础上引入负荷电流与输入电压的前馈环节,削除因二者的变动引起的直流母线电压波动,提高了系统的动态稳压性能。仿真比较了双环控制与本文所提控制在负荷电流与输入电压跃变情况下的直流母线电压,验证了所提控制策略的有效性。     

基于两级式变流器混合储能系统的应用

为提高诸如光伏、风力等可再生能源发电功率的可控性,避免由于外界环境变化引起的功率波动对电网的负面影响,提出一种基于两级式储能变流器的混合储能系统,采用PQ控制策略平抑可再生能源功率波动的方案。通过低通滤波算法估算混合储能系统的能量补偿,进一步设计控制器,精确控制储能系统的能量流向,达到储能系统与电网之间及时准确的能量交换。以光伏发电为应用背景,在MATLAB/SIMULINK中搭建混合储能系统模型。仿真结果表明:该方法使得光伏发电模块输出功率平缓,起到了平抑效果,可以满足电力系统实时调度的要求。     

离网储能变流器的控制策略

在对传统下垂控制原理分析的基础上,考虑中低压线路阻抗特性,提出完全下垂控制策略。结合储能变流器的电压双闭环控制策略,提出基于完全下垂控制的储能变流器控制策略。在PSCAD/EMTDC平台上仿真验证证明了控制策略的有效性。     

基于储能变流器的微电网稳定控制策略

微电网是一种将分布式电源、储能装置、变流器、负荷以及监控保护装置有机整合在一起的小型发、配、用电系统。微电网运行方式复杂,为维持微电网电压和频率的稳定,提出一种基于储能变流器的下垂控制与恒频恒压（V f）控制相结合的微电网稳定控制策略。微电网并网运行时,储能变流器采用下垂控制;微电网离网运行时,若电压和频率在设定的范围内,储能变流器仍然采用下垂控制,若超出设定范围,储能变流器采用V f控制。仿真结果表明,提出的控制策略在微电网并网运行、离网运行、以及并/离网切换过程中均能维持微电网电压和频率的稳定。