串并联补偿式UPS建模及母线电压控制技术研究

串并联补偿式不间断电源(UPS)单纯采用直流侧电压闭环无法实现直流侧电压稳定,直流侧电压波动是实现输入输出的功率平衡的要求。首先推导了串并联补偿式UPS的数学模型,分析了直流侧电压波动的原因。根据功率平衡原理,给定串联变换器二次电流加上直流侧电压闭环即可实现直流侧电压稳定。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

级联式无刷双馈电机的矢量控制系统和功率流研究

该文主要研究了级联式无刷双馈电机的矢量控制以及功率流。首先建立了其动态和稳态模型,对网侧变换器使用电网电压定向矢量控制,对机侧变换器使用定子磁链定向矢量控制,以实现无刷双馈电机的变速恒频运行以及有功与无功功率的解耦控制。同时背靠背变换器的矢量控制可实现功率的双向流动。然后进行了功率流分析,探究了其有功功率分配和不同转速下功率绕组和控制绕组的功率状态,揭示了考虑铜耗下控制侧功率流的变化趋势。通过仿真和实验,验证了矢量控制的有效性以及功率流分析的正确性。     

混合储能在电力电子变压器中的应用

针对电力电子变压器PET无法有效应对电网电压中断和电压跌落的不足,将蓄电池超级电容混合储能系统HESS应用到PET中。储能系统通过双向直流变换器与PET直流侧连接,在电网电压发生中断或跌落时,维持PET低压直流侧电压稳定并向负载提供功率。分析了储能系统的工作模式并设计了直流变换器的控制策略,通过超级电容优化了蓄电池充放电过程。结果表明,应用了混合储能系统的PET具备电压和功率补偿的功能,能够消除电网电压中断和电压跌落对负载的影响,保证用电设备的安全、稳定运行。     

飞轮储能系统中双向功率变换器控制策略的分析与研究

微电网需提供功率缓冲装置,飞轮储能装置可快速调节电能质量,为微电网提供频率、电压支撑.为提高飞轮储能系统的动态响应速度,分析了背靠背变换器的数学模型,以此提出了一种在母线电压平方外环、功率内环的直接功率控制策略基础上,增加功率前馈补偿的控制策略.采用该控制策略可大幅改善由于飞轮储能系统切换状态时电机侧PWM变换器状态突变导致的直流母线电压波动,提高微电网侧PWM变换器的响应速度,从而提高系统的运行效率,改善系统的动态运行性能.分析验证了该控制策略的可行性,并利用仿真与实验进行验证.     

移相控制ZVS高频环节AC/AC变换器原理研究

高频隔离式直接AC/AC变换器具有双向功率流、网侧谐波电流小、单级功率变换、电路结构简单等优点。这里将移相控制双向DC/DC变换器的概念推广到AC/AC变换领域,提出移相控制零电压开关(ZVS)AC/AC变换器电路结构及拓扑族,分析了其工作原理,该类变换器具有容易实现开关管ZVS、动态响应快等优点,同时由于该变换器无输出滤波电感,因此不存在换流时引起的有源电压尖峰。仿真结果表明移相控制ZVS AC/AC变换器能有效抵制输入电网电压的畸交及扰动,得到稳定的输出电压以满足负载要求。     

双馈风机联合储能系统的孤岛供电控制策略

提出在传统双馈风机背靠背变换器直流侧加上储能单元,并通过改变负载侧变换器容量扩展储能单元平抑功率波动的能力,设计了一种可孤岛运行的双馈风机系统。该系统转子侧变换器采用功率解耦控制策略,实现最大功率跟踪。负载侧变换器采用恒压恒频控制策略,实现孤岛系统的恒压恒频。切换并网模式时采用频率扰动相角同步控制策略,实现孤岛系统与电网相角快速同步。搭建Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明,该控制策略能够实现风机孤岛系统的稳定运行和并网切换时相角的快速同步。     

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。     

具有不对称电流补偿功能的三相串并联补偿式UPS

叙述了这种UPS的工作原理与控制方式，提出的控制方式可以实现串并联补偿式UPS全部控制功能，在电源电压不是额定值且含有谐波电压、负载含有谐波电流和无功电流的情况下，电源输入电流被控制成正弦，功率因数等于1，负载电压被控制成额定值正弦波电压，并且具有不对称电流补偿功能。     

新颖的Buck-Boost高频环节AC/AC变换器

提出了Buck-Boost高频环节AC/AC变换器电路拓扑，该电路拓扑由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器构成。分析研究了该变换器工作模式和电压瞬时值反馈控制策略。理论分析和试验表明，该变换器具有两级功率变换(LFAC，HFAC，LFAC)、双向功率流、网侧电流波形可得到改善、负载适应能力强、音频噪音小等优点。     

基于三电平中点钳位式拓扑的中压风电变流器

基于三电平中点钳位式拓扑的中压风电变流器由网侧变换器和机侧变换器组成,两侧变换器接成背靠背的形式。其中网侧变换器采用电网电压定向的矢量控制,实现有功功率和无功功率的解耦控制。机侧变换器采用磁链开环的矢量控制,实现最大风能跟踪。针对三电平中点钳位式变流器中点电位易波动的固有缺陷,采用了一种基于调整冗余小矢量作用时间的空间矢量调制算法对中点电位进行有效控制。仿真结果验证了控制算法的正确性,在理论上论证了将中高压变频技术应用于全功率风电变流器的可行性。     

双变流器串、并联补偿式UPS

本文分析了三相双变流器串－并联补偿式UPS的工作原理、数学模型和基于同步旋转坐标系下的控制策略。提出的控制策略可以实现双变流器串－并联补偿式UPS全部控制功能：在电源电压不是额定值且含有谐波电压、负载有谐波电流和无功电流的情况下，电源输入电流被控制为正弦波、 ，负载电压被控制为额定值正弦波。     

双变流器串-并联补偿式UPS控制策略研究

介绍了三相双变流器串—并联补偿式UPS的工作原理，指出了其区别于传统双变换在线式UPS的优点，提出了一种基于同步旋转坐标系下的控制策略。该策略将串联变流器控制为基波正弦电流源，而并联变流器被控为基波正弦电压源，从而实现了双变流器串一并联补偿式UPS的全部控制功能：在电源电压不是额定值且含有谐波电压、负载有谐波电流和无功电流的情况下，电源输入电流被控制为正弦波、COSφ=1，负载电压被控制为额定值正弦波。连续域下的系统特性仿真结果表明该控制策略的可行性。     

一种新型串并联变换型UPS系统的仿真研究

串并联补偿式在线UPS和其他型式的UPS相比具有许多优点,但也存在一些不足之处.在分析现有串并联变换型UPS系统电路结构的基础上,指出了其在市电停电时存在输出效率不高以及开关损耗大等问题,并提出了一种新型的UPS系统模型,对新型UPS的工作原理进行了详细地分析.在MATLAB6.5版的Simulink环境中,对新型的UPS进行了仿真研究,仿真结果表明新型UPS系统在满足用电设备的要求下,降低了开关损耗,提高了系统的整体效率,从而改善了UPS系统的性能.     

高频高压谐振功率变换器工作模式的分析

本文介绍一种高频高压谐振功率变换器,利用高频升压变压器的寄生参数作为谐振元件,与外加谐振电容组成串并联谐振环节。采用断续谐振电流的工作方式,实现功率开关管的软开关。本文在分析电路的临界工作状态基础上,得出了临界负载电阻的表达式;当输出负载大于或小于临界负载电阻时,电路的工作模式顺序以及正反向谐振过程的时间均不一样,为系统的设计提供了理论依据。最后,本文设计了一台实验样机进行实验验证,并给出了实验结果。     

A three-phase line-interactive UPS system implementation with series-parallel active power-line conditioning capabilities

This paper presents a three-phase line-interactive uninterruptible power supply (UPS) system with series-parallel active power-line conditioning capabilities, using a synchronous-reference-frame (SRF)-based controller, which allows an effective power-factor correction, load harmonic current suppression, and output voltage regulation. The three-phase UPS system is composed of two active power filter topologies. The first one is a series active power filter, which works as a sinusoidal current source in phase with the input voltage. The other is a parallel active power filter, which works as a sinusoidal voltage source in phase with the input voltage, providing to the load a regulated and sinusoidal voltage with low total harmonic distortion. Operation of a three-phase phase-locked loop structure, used in the proposed line-interactive UPS implementation, is presented and experimentally verified under distorted utility conditions. The control algorithm using the SRF method and the active power flow through the UPS system are described and analytically studied. Design procedures, digital simulations, and experimental results for a prototype are presented to verify the good performance of the proposed three-phase line-interactive UPS system.     

VSC-HVDC串并联型D-PMSG风电场机组功率—电压协调控制

针对串并联型D-PMSG风电场中同一串联簇机组在不同风速下最大功率追踪控制存在过电压、过调制问题,分析基于柔性直流输电的串并联型D-PMSG风电场机组的运行特性,提出一种适用于该拓扑型风电场机组的功率—电压协调最大功率追踪控制方法,并探讨直流母线电压上限值的设定原则。该方法不仅可以将同一串联簇中其他各机组直流母线电压都钳制在安全范围内,还减少限压期间下的机组的弃风。搭建相应的仿真模型,仿真结果表明所提出的方法可确保各机组在安全范围内寻找最佳功率点。     

三电平半桥电压平衡器

微型直流电网是一种新型供电系统,通常采用两根直流线输送电能,可以采用电压平衡变换器构造一根中线,以满足电网中不同负载变换器对输入电压平衡的要求。为了降低功率器件的电压应力,本文提出了三电平半桥电压平衡器,分析三电平半桥电压平衡器拓扑结构;为了实现功率器件工作在三电平状态,同时提出了一种功率开关管提前开通、滞后关断的控制方案,并结合该控制方案详细地分析三电平半桥电压平衡器工作原理。最后在原理样机进行实验,实验结果表明三电平半桥电压平衡器不但能够降低功率器件的电压应力,而且能够实现输出电压平衡。     

佛山电网220kV雷岗变电站10kV母线电压超标问题的研究

针对佛山电网220kV雷岗变电站10kV母线电压超标的问题,详细分析了该地区10kV直供大用户安装的并联电容补充装置、配电网无功功率补偿、电缆较普通架空线路呈现较强的容性等因素对电压超标的影响。同时,借助电力系统计算分析软件建立该地区的仿真模型,以轻负荷运行为研究对象,考虑10kV母线侧投入感性无功功率补偿情况,在仿真计算后分析出感性无功功率补偿方案,较好地解决了该地区电压超标的问题。     

阻抗隔离型中压并联式UPS控制策略研究

UPS作为高敏感、大容量负荷的电力保障设备,能在电网受到扰动或发生故障时为负荷提供安全可靠的供电。提出了一种适用于并联连接至中压配电网的阻抗隔离型UPS的控制设计思路。为使UPS外部输出特性兼具响应速度和抗扰性能,内部三相逆变器采用了基于电压控制型虚拟同步发电机技术的功率控制及电压电流双闭环控制,配合电网电压和频率偏差响应,保证负载电压稳定,并实现网侧接近单位功率因数运行;设计了电网故障的隔离及故障恢复后的准同步并网控制策略,实现UPS系统离并网过程的无缝切换。最后在PSCAD/EMTDC上搭建了UPS系统运行的仿真模型,验证了所研究拓扑及控制策略的有效性和可行性。     

输入并联输出串联LCC变换器的设计

LCC串并联谐振变换器较之其他形式的谐振变换器能更有效利用高压变压器的漏感和寄生电容实现软开关,并且能更大范围地调整输出电压,从而更加适用于高压电源.提出了一种输入并联输出串联LCC变换器的设计,分析了软开关实现的条件.所设计的变换器采用了主从控制方法,主模块采用脉冲频率调制,从模块采用脉冲频率调制结合脉冲跨周期调制,...