三相单开关ZVZCS变换器的应用研究

针对高效、高功率因数和中大功率开关电源的要求,结合单相PFC控制技术和软开关技术,提出了一种三相单开关ZVZCS变换器,分析了电流连续模式下的工作原理,采用了平均电流控制来控制其输出电压,利用电感和电容的缓冲电路来实现功率管的软开关。设计了1台6 kW的样机,实验结果表明该变换器具有电路结构简单、开关器件少、变换效率高且控制简单等优点,非常适用于中大功率场合。     

T型三电平变换器的通用PWM平均模型

大规模分布式光伏高渗透率接入配电网,使得系统特性尤其是稳定性、电能质量评估存在不确定性。采用仿真建模手段是分析大规模电力电子装置接入电力系统中影响的关键手段之一。T型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制三电平电路是目前分布式中功率光伏逆变器主流方案,目前尚未有针对T型PWM控制三电平电路平均建模的全面报道。该文提出一种基于受控电压源和电流源的通用PWM平均模型。该平均电路结构仅对开关器件平均,保留除此以外的全部感、容、阻及电源,因此与调制及控制方式无关。无论是整流还是逆变模式,T型平均模型输出波形均与T型三电平电路开关模型一致,具有很强的适应性,兼容单相及三相电路。仿真及实验结果表明,所提出的T型平均电路模型,内部及外部电压电流特性,与开关模型几乎等效,不受控制方法和电路模式限制,具有很强的通用性和适应性。     

峰值电流模式控制非理想Buck变换器系统建模

为提高开关变换器系统建模的精度,减少模型与实际电路之间的偏差,更好地指导系统芯片设计,基于能量守恒法和开关元件平均建模法,考虑各元件等效寄生参数及电感电流纹波等非理想因素的影响,加之输出电流波动对电路性能的影响,建立包含输出阻抗的非理想Buck变换器功率级小信号模型。在此基础上,对峰值电流模式控制非理想Buck变换器的控制环路进行了非理想参数建模,最终建立起整个峰值电流模式控制的非理想Buck变换器系统小信号模型。通过模型分析以及在Matlab中的仿真可以看出,所建模型直观、有效、实用,且物理意义清晰,能够更加准确地反映实际电路的工作情况。     

单相DC/AC逆变器大信号快速建模仿真方法

基于并网及离网单相全桥逆变电路,提出并验证了包含控制及调制电路在内单相逆变器大信号模型快速建模仿真方法。理论计算方法可以获得单相逆变器环路设计所需大信号数学模型,用于指导控制器设计;脉宽调制开关模型平均建模方法充分保留了原始电路结构(如桥臂中点及电路接地点等),有利于充分观察内部电路及端口电压电流特征,尤其适合多变换器组合的系统级仿真。可以预测的是,所提方法不受电路拓扑及控制方法限制,具有较好的普适意义。     

一种单相降压型PFC电路及其非线性控制

以Buck为基础的单相功率因数校正(power factor correction,PFC)电路,器件电压应力小,输入、输出电流控制能力强;但输入电流存在固有死区,造成输入电流畸变。提出一种双电路模式的单相降压型PFC电路,通过加入1个辅助开关和1个二极管,在传统Buck PFC变换器的输入电流死区时间段,使电路工作于Buck-Boost模式,消除电流死区。对于Buck与Buck-Boost之间的切换控制问题,基于单周期控制,推导出一种非线性控制策略,不同工作模式具有相同的电流控制律,消除了模式切换造成的电流畸变,从而实现单位功率因数。设计了1台开关频率为50 k Hz、输出为100 V/1 A的实验样机,在175~265 V输入电压范围内,输入电流保持较低的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)。电路实现2个开关管共地,驱动电路设计简单;且不同电路模式采用相同的电流控制律,简化了控制,有利于实际的工程应用。     

基于Matlab的PFC Boost变换器仿真研究和实验验证

介绍了平均电流控制型PFC Boost变换器的结构,分析了其工作原理.分别采用Power System工具箱和考虑电感电流断续工作状态的C-MEX文件S函数建立了主电路模型,对平均电流控制型PFC Boost变换器进行了仿真.仿真结果表明,与Power System工具箱模型相比,基于C-MEX文件的S函数仿真模型能够准确仿真电流断续工作状态,仿真速度快.设计了电路样机进行了实验研究,仿真结果与实验结果一致,证明了该方法的正确性.利用该方法可以高效地仿真研究系统结构和参数变化时性能变化情况,得到的平均电流控制型PFC Boost变换器的混沌分岔图,为更好地理解和设计这种变换器提供了有利的工具.     

基于一种软开关变换器单相PFC整流电路的设计

基于一种带有源缓冲器的ZVT-PWM变换器拓扑结构,采用平均电流型PFC电路专用控制芯片UC3854A/B,设计出了一种3kW软开关单相PFC整流电路,并进行了理论和实验研究,实现了输入电流很好地跟踪输入电压,消除了谐波,起到了功率因数校正的目的.     

交错并联Boost PFC电路的应用研究

详细论述了电感电流断续模式下的Boost PFC交错并联电路,该控制电路能有效减小输入电流纹波和开关器件的电流应力、减小单个电感容量和前级EMI滤波器尺寸,提高PFC电路的功率等级和效率。分析对比了电感电流断续模式下,交错并联Boost PFC电路中分立电感和耦合电感的工作原理。由分析可知,采用电感直接耦合的PFC电路存在电感峰值电流增大,输入电流谐波含量高,功率因数低等问题。采用一种新颖的耦合电感绕线方式,并利用Gyrator-Capacitor法对该耦合方式建立模型,仿真和实验证明这种新颖的电感绕线方式能很好地克服电感直接耦合存在的缺点。     

利用DSP实现无输出电压采样的功率因数校正

本文提出了一种无输出电压采样的PFC控制策略,该控制策略既不需要采样电感电流,也不需要采样直流输出电压,输出电压通过电压控制增益K直接控制,电路成本得到降低。由于该控制策略算法比较简单,计算量大大减小,DSP处理速度与开关频率之间的矛盾得到缓解,PFC电路的工作频率可以提高。通过制作实验室模型,编写了DSP程序,利用TMS320LF2407A定点DSP实现了开关频率为100kHz的单相PFC电路的数字控制,获得了满意的效果。     

单周控制三相PFC整流器的研究

提出了在三相二极管整流桥上桥臂,反并联全控型开关元件的脉宽调制PWM控制,对升压式（Boost）功率因数校正（Power Factor Correction,PFC）拓扑电路的分析,表明在无逆变的要求下,只需对上桥臂各相全控型开关元件,在负半波进行断续导通控制模式下,便可达到功率因数接近1,和交流进线正弦电流的目的,利用单周控制和Matlab/Simulink软件,对上述三相二极管整流的Boost PFC电路进行了建模和仿真,得出了预期的结果,证明在原理上是可行的。     

一种光伏系统控制策略仿真分析

研究了单相光伏系统在Matlab/Simulink下的建模与仿真。基于状态空间平均法建立了单相电压型PWM逆变器的数学模型,提出了增加直流侧电压控制环的双环控制策略,构建了单相光伏系统的Simulink模型,并进行了特性仿真。仿真结果表明,基于该控制策略的光伏系统动态响应快,输出电压总谐波畸变率低。     

基于IEC61970／61968的营销基础数据平台GDA设计与实现

营销领域普遍存在多种业务系统间的数据交互,由于各个业务系统由不同厂家在不同时期开发。存在数据模型、数据结构等方面的差异,进而造成系统集成困难。为了实现业务系统间的互联,完成配网领域的标准化,公共信息模型（CIM）为其提供了理论依据,而组件接口规范（CIS）则是实现真正意义上数据交换的有效方法。文章提出了基础数据平台公共信息模型的建模原则,建立了符合IEC61970／61968标准的数据模型,利用Java编程实现了通用数据访问（GDA）接口,并通过实际测试结果表明了该方法的可行性和有效性。     

基于贡献度分层的主动配电网供电能力评估

主动配电系统（active distribution system,ADS）的供电能力（power supply capacity,PSC）受配电网络的拓扑结构、元件故障、负荷水平及分布式能源资源出力波动性等诸多不确定性因素的影响。为快速评估中长期配电网的供电能力,首先从影响中长期供电能力的因素入手,对分布式电源（distributed energy resource,DER）、负荷出力进行了不确定性建模,采用贡献度分层抽样算法进行抽样,得到具有代表性的样本,对于元件运行的不确定性,基于线路重要度进行网络不确定性建模;其次,定义了适用于中长期供电能力评估的指标;最后,采用改进的IEEE 14节点算例进行验证,通过与传统蒙特卡洛法的对比证明本文所提模型及算法的正确性和有效性。     

单周期控制交错APFC的分析与实现

单相有源功率因数校正器（APFC）在单相交流电源供电的大功率变频空调领域中应用前景良好。该文在描述单周期控制PFC原理的基础上,提出了两级交错PFC共用中间电压的单周期控制策略,在理论分析单周期控制在实现均流和均载的原理基础上,进行了全面仿真分析和实验研究。结果表明这种方法具有单周期控制的优点,而且均流、均载效果较好,能够支持较大功率输出。     

线控转向系统瞬时故障容错控制

针对车辆线控转向系统(steer by wire,SBW),提出了一种基于系统模型的瞬时故障层次化容错控制方法,用于提高线控转向控制的可靠性。首先分析了SBW系统结构特点和工作原理,然后给出了SBW系统的系统模型,提出了瞬时故障容锚控制框架,详细设计了SBW系统节点级和系统级的瞬时故障容错控制机制,最后利用AADL(Architecture Analysis and Design Language)-Ocarina搭建了SBW仿真系统,对提出的容错方法进行仿真验证。仿真结果表明,本文提出的层次化容错控制方法能够有效地检测SBW系统瞬时故障,实现容错控制,提高系统运行可靠性。     

电磁脉冲环境下电磁继电器温度场仿真

对电磁脉冲（EMP）环境下的电磁继电器温度场分布进行了三维有限元热电耦合仿真。在建立热分析模型时对热源进行了等效处理,通过电路仿真得到了电磁脉冲在电磁继电器接触系统回路中引入的干扰电流。在仿真中基于热相似理论计算了电磁继电器各向表面的对流散热系数,考虑了连接导线对散热的影响,得到电磁继电器的温度场分布。     

单周期控制单相两级有源功率因数校正器的研究

在分析功率因数校正器(PFC)主电路工作原理基础上,推导出单周期控制的单相两级有源PFC的控制方程,进而构建单周期控制原理框图。通过Matlab Simulink等对单周期控制方式的效果进行了仿真分析。仿真结果表明,单周期控制方式能使输入电流相位跟踪输入电压相位,输出电压基本保持恒定,总电流谐波含量为6.33%,功率因数为0.997,达到了抑制电流谐波、稳定输出电压的目的,且能简化电路结构。     

基于广义预测的三相四线制APF控制策略研究

针对有源电力滤波器(APF)系统自身同有延时造成APF补偿性能下降问题,提出了一种基于广义预测控制(GPC)策略。根据GPC理论,设计了三相四线制APF预测控制结构模型,建立了APF的受控自回归积分滑动模型。在此基础上讨论GPC预测控制器的设计方法,实现了对三相四线制APF电流的预测控制。设计了最优控制规律。仿真试验结果表明,广义预测控制具有较好的跟踪能力,克服了系统延时造成的网侧电流存有毛刺的现象。     

基于灵敏度特征决策的GRNN短路容量智能辨识

针对当前局部地区短路容量水平已接近现有设备额定值的情况,提出一种短路容量智能辨识方法。利用基于潮流的短路计算法计算系统各母线的最大短路容量,通过对典型潮流下灵敏度的计算,选择对短路容量贡献程度较大的发电机、负荷的有功出力作为输入特征向量,建立训练样本,对广义回归神经网络（GRNN）进行训练,构成该电网结构下的短路容量辨识的人工神经网络。应用该模型对运行中电网的母线短路容量水平进行快速扫描,为智能电网与智能调度中的故障识别快速仿真建模（FSM）提供了一种新思路。通过IEEE 30节点系统验证了该方法的可行性与有效性。     

基于多移动代理的协同智能DSAS的结构设计

为提高安全审计系统的智能化、自动化、准确性、分布式安全性和协同整体效能,在分析网络安全审计系统（SAS）和移动代理（MA）技术特点的基础上,利用MA技术、协同技术和审计技术的集成优势,结合分布式及MA与SAS的特点,设计并构建了基于多MA的协同新智能分布式安全审计系统（DSAS）结构模型,解决了设计过程中的关键技术,同时提出了DSAS的实现过程及模拟测试的构思。