大储能容量超导磁储能系统的拓扑结构及控制策略

随着可再生能源规模化发展,电网对大功率等级储能系统的需求日益增长,因此研究应用于大功率等级场合的超导磁储能(SMES)系统拓扑结构及运行控制策略具有重要的理论意义.提出了一种基于模块化多电平换流器(MMC)的SMES系统拓扑结构,设计了允许多个超导磁体同时接入以成倍数提升系统整体储能容量的新型斩波器.该新型斩波器采用模块化设计,由多个子模块串联构成,可随MMC扩展至多种电压等级和功率等级,且能够均衡各子模块的电容电压和磁体电流.针对新型斩波器的旁路子模块数量难以确定的问题,提出了新型斩波器旁路子模块数量的计算方法.基于线性自抗扰控制设计了MMC双闭环控制器和新型斩波器的直流电压控制器,利用复频域分析法整定了线性自抗扰控制器参数.通过仿真验证了所提拓扑结构和控制策略的正确性和有效性.     

无源无损耗吸收电路的计算机辅助设计及其应用

对功率斩波器用能量回馈到负载型无源无损耗吸收电路计算机辅助分析作了系统的研究。结合矿山牵引机车用GTO斩波器对该吸收电路进行了优化设计。文中给出了GTO直流功率斩波器的实验结果。     

基于SPWM模块化逆变电源的研究与设计

针对逆变电源对电路性能指标的要求,设计了基于SPWM模块化逆变电源。电路采用高频PWM斩波器调感法构成,DC/DC模块选用VICOR,以实现过流、过压保护与控制电源。利用SPWM的规则采样法,调制逆变电源输出电压,提高直流利用率,减少谐波含量。通过VICOR模块形成反馈环,利用PWM数据的调制度调节输出电压幅度。该逆变电源具有体积小、结构合理、输出波形失真小、成本低的特点。     

高温超导磁储能用斩波器仿真及试验

针对高温超导磁体充、放电对超导储能系统斩波单元稳定运行的要求,对超导磁储能电压型功率调节系统进行了研究,采用状态空间平均法建立斩波器充电及放电模式的数学模型,分析斩波器充电、续流及放电的工作原理,并设计斩波器的电流闭环反馈控制方法。基于第2代高温超导线圈,考虑到线圈电感量及其限流保护,应用Matlab软件进行了斩波器充电和放电工作模式仿真,并且搭建了一个超导储能的斩波器试验系统,应用DSP2812处理器实现对超导磁体充、放电控制。磁体电压、磁体电流及直流母线电流仿真与实验波形吻合较好,所应用的斩波器数学模型及其控制方法能实现对超导磁体快速稳定地充、放电和续流。     

差动Buck直流斩波器型高频链逆变器研究

分析了直流斩波器型高频逆变电路拓扑和原理特性,设计了一种差动Buck直流斩波器型高频链逆变器,该逆变器以两组隔离型双向Buck直流斩波器为核心,结合了正弦脉宽调制(SPWM)控制,使输出端产生高质量的正弦电压.仿真结果表明,该逆变器具有电路拓扑简洁、双向功率传输、控制方式简单等特点.     

直驱型风力发电系统交错并联升压斩波器的设计与控制研究

对直驱型风电机组交错并联斩波器的控制和设计中的关键问题进行了较为深入的分析,首先得出了基于最大功率跟踪(MPPT)算法的斩波器输入电流指令解析表达式:其次给出了N重交错并联升压斩波器纹波电流的统一表达式,并基于此得到了滤波电感的设计准则;最后对1.2MW直驱型风力发电全功率并网变流机组进行了全面的仿真,仿真结果验证了文中提出的控制和设计方案的正确性,具有一定的实用价值。     

燃料电池电动汽车用功率斩波器快速控制原型设计

介绍了燃料电池电动汽车动力系统中DC／DC斩波器的工作原理,并对其控制算法进行分析。通过Simulink／Stateflow工具箱建立相应快速控制原型,生成适合DSP的自动嵌入式代码,完成燃料电池电动汽车用DC／DC斩波器控制算法设计。仿真结果表明,基于Simulink／Stateflow的快速设计原型并生成代码的开发方法加快了工程进度,提高了代码的稳定性。     

矿用架线电机车牵引新型IGBT斩波器

本文介绍了矿用架线电机车新型ＩＧＢＴ斩波器。斩波器用门极可控的ＩＧＢＴ作为开关器件，省去了晶闸管斩波器的强迫换流电路，提高了系统的可靠性。本文给出了主电路原理图并提出了斩波器所采用的改进缓冲电路参数选择原则，对斩波器的过电流保护问题进行了分析。     

直流斩波器故障诊断系统

直流斩波器是内燃机车上直流发电机励磁回路的控制电路。由微机组成的直流斩波器故障诊断系统，借助人工智能手段，依据网络理论经典方法建立一个完整的测试集，通过故障推理树，提出两种搜索策略：即信号通道搜索和功能级搜索。前者以信号传输通路为寻迹线索，确定故障分枝。后者以功能模块为搜索对象，实现优化分割，建立模块特征数据向量和传导函数，逐块查找故障源，实现对故障定位。     

EMS型磁浮列车悬浮斩波器输入电流波动分析

悬浮斩波器是EMS型磁浮列车上的开关型电流放大器,由此造成输入电源的电流纹波较大。对双正激斩波器和三电平悬浮斩波器的输入电流波动方程进行了推导,对比发现,在相同输出电流条件下,三电平悬浮斩波器的输入电流波动更小。基于PspiceAD平台建立了悬浮斩波器模型,仿真研究验证了分析结论。最后,对自主研制的悬浮斩波器样机进行了实验对比测试。     

基于模糊理论的光伏发电最大功率点跟踪控制策略研究

介绍了光伏电池的特性,最大功率点跟踪原理和Boost变换电路,提出了一种基于模糊逻辑控制的最大功率点控制策略,即将光伏电池和Boost电路作为一个整体,通过检测负载功率的变化,来调整控制开关占空比,简化了系统。仿真结果表明,当外部环境发生变化的时候,系统能够迅速跟踪此变化,使系统始终工作在最大功率点附近,并具有较好的稳定性。     

基于NCP1605G的大功率LED驱动电源的PFC电路设计

为了控制谐波对电网的污染,大功率LED驱动电源中有必要增加PFC模块。采用有源PFC工作原理实现了一种升压型变换器模块,并将功率因数控制器NCP1605G应用于一款大功率LED驱动电源的PFC级电路设计中。实验结果表明该变换器的输出电压稳定度高,功率因数达到0.9以上。     

Steady‐state analysis of a novel ZVT interleaved boost converter

In this paper, a novel soft‐switched interleaved boost converter composed of two‐cell boost conversion units and an auxiliary circuit is proposed and investigated. The proposed auxiliary circuit is implemented using only one auxiliary switch and a minimum number of passive components without an effective increase in the cost and the complexity of the converter. The main advantage of this auxiliary circuit is that it not only provides zero‐voltage‐transition (ZVT) for the main switches but also provides soft switching for the auxiliary switch and diodes. Though all semiconductor devices operate under soft switching, they do not have any additional voltage and current stresses. The proposed converter operates successfully in soft‐switching operation mode for a wide range of input voltage level and the load. In addition, it has advantages such as fewer structure complications, lower cost and ease of control. Since the two‐cell interleaved boost units are identical, operational analysis and design for the converter module become quite simple. In this study, the detailed steady‐state theoretical analysis of the proposed converter is presented, which is verified exactly by simulation and experiments carried out on a prototype of a 120 W and 50 kHz/cell interleaved boost converter. The practical results confirm the results obtained from theoretical analysis. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于Boost变换器的PSM建模和分析

基于Boost变换器,利用状态空间平均法对一种新的调制模式——跨周调制(PulseSkippingModulation;简称PSM)进行建模和特性分析,推导出电感电流连续(CCM)和电感电流断续(DCM)时系统的变压比,调制度M与负载的关系以及系统转换效率的理想化公式,得到PSM是一种可采用的控制模式,尤其在轻载下具有高转换效率的结论,并设计了具有PSM调制特性的控制电路,给出实验仿真结果。     

基于多目标综合控制的低碳轨道交通操控节能方案

提出一种应用于轨道交通供电系统的多目标综合控制节能方案。采用可控高功率因数整流的AC/DC变流模块取代传统的整流电路以实现能量的双向流动,并采用多个AC/DC变流模块并联的形式来扩大整个方案容量,同时在直流牵引母线处装有一台或多台并联DC/DC变流模块,使机车制动时产生的电能可部分通过AC/DC模块回馈到电网,部分通过DC/DC模块升压后存储到独立电容器组。研究表明,该方案不仅可以充分回收及利用制动能量,并通过部分吸收回馈能量来克服所有能量瞬时回馈电网对电网的冲击,还可以通过对牵引变电站谐波及无功的补偿改善轨道交通变电站的电能质量,从各个角度提升节能功效。     

一种高增益交错并联正反激变换器

传统的交错并联boost变换器升压增益很小,电压应力却很高。因此,提出了一种适用于可再生能源系统(光伏系统)的高电压增益变换器,利用电压乘法器模块(由开关电容和耦合电感组成)来提高升压增益的;分析了电路的工作模态,推导了升压增益和电压应力,并计算了传导损耗和效率;比较系统性能后,根据不同的性能指标针对该应用领域进行分析;最后通过实验样机实验证明了理论说法的正确性,结果证明该拓扑结构能够实现高达97.1%的转换效率。     

一种新颖的升压型电压调整器-两相交错并联耦合电感BOOST变换器

单体蓄电池的使用寿命高于串联使用的蓄电池组,但是单体蓄电池普遍存在电压偏低的问题。针对这一问题选用一种新型的升压电路结构,即两相交错并联耦合电感BOOST变换器,通过改变耦合电感匝比来获得不同的输出电压。在传统两相交错并联BOOST变换器中,当输入输出电压增益较高时,电路的占空比调节范围较小。通过采用耦合电感的方法可以扩展电路的占空比,但由于漏感能量的存在会造成开关管上较大的电压尖峰。该文提出一种在两相交错并联耦合电感结构的变换器中利用相邻相开关管作为钳位管的方法,该方法只需增加一个电容元件即可实现电路的有源钳位功能。理论分析和实验结果均表明该变换器对抑制开关管电压尖峰有很好的效果。     

开关电感Boost变换器建模与仿真分析

针对光伏发电系统中传统Boost变换器的升压能力问题,将开关电感结构嵌入传统Boost变换器中,分析变换器功率开关器件的"ON"和"OFF"状态的工作机理,建立升压增益比与开关器件周期占空比之间的关系。利用状态空间平均法建立开关电感Boost变换器的数学模型,并在此模型基础上,对功率开关器件的不同工作频率进行仿真分析。仿真结果表明,开关电感Boost变换器不仅比传统Boost变换器具有更高的升压能力,而且在高开关频率下也能有效减小输出量的纹波,提升变换器的转换效率;同时也验证了模型的合理性和正确性,为工程实践设计提供理论支撑。     

Boost变换器滑模变结构控制策略的研究

本文提出一种针对Boost变换器的滑模变结构控制器的数字化实现。Boost变换器由于存在开关动作是一种非线性系统,滑模变结构控制可以改变控制器结构,本质上适用于非线性系统。仿真数据表明,滑模控制器具有更好的动静态特性。整个系统可以稳定的工作在较宽的负载范围内,并且对外部扰动和系统内部参数变化不敏感。     

Z源升压变换器

传统BOO ST拓扑由于理论上的缺陷,实用输出电压有限。为了克服这些理论上的缺陷,提出了Z源升压变换器(ZBC)。该Z源升压变换器用一个独特的Z源网络把输出整流器和输入电源连接起来。通过控制主开关导通比,该变换器在导通比小于0.5的时候就很容易达到任何想要的升压比。这能解决许多升压困难的问题。仿真结果证明了这一新性能。