不平衡负荷下输出并联型电力电子变压器的优化控制策略

输出电压的对称性是评价电力电子变压器(PET)性能的重要指标,造成PET输出电压不对称的主要原因在于不平衡负荷的存在。针对模块化输出并联型电力电子变压器,提出基于其拓扑特点的不平衡运行优化策略。首先,简析PET输出级模块化并联的运行策略,建立输出级的控制模型。然后,分析不平衡负荷对电力电子变压器输出电压的不利影响,进而对经典的输出级主从控制策略进行改进,在不改变主电源模块运行的基础上,从电源进行功率跟随控制。最后,通过仿真和硬件在环实验共同验证了该文提出拓扑结构和控制策略的有效性及可行性。     

电力电子变压器与常规变压器并联输出控制技术研究

电力电子变压器能够直接接入交流、直流电源或负载,并能灵活地控制潮流在各个端口的方向与分配,适应了微型电网以及分布式能源的发展需要。将电力电子变压器与常规变压器并联运行,在提高供电可靠性的同时,还能最大限度地利用清洁能源。介绍通过设置总控制器来实现电力电子变压器与常规变压器的功率优化控制策略,以及利用修正指令电流来实现多台逆变器输出均流的控制方法。搭建仿真主电路与控制电路并进行仿真分析,仿真数据表明该控制策略的可行性和正确性。     

基于电子电力变压器的电能质量调节方法

针对电子电力变压器的典型实现结构,分析了其工作原理,并针对应用于配电系统的电子电力变压器,提出了相应的控制策略并进行了仿真研究。结果表明,提出的控制策略在保证电子电力变压器在实现传统电力变压器变压、隔离和传递能量等基础上,对防止原方电网出现的电压跌落、上升、闪变、谐波和三相不平衡等对负荷侧电压的影响具有显著效果,同时,对于阻止负荷侧的冲击注入原方电网也很有效,实现了电能质量调节。     

电子电力变压器并联运行的自适应下垂控制策略

电子电力变压器(EPT)采用并联运行方式,可以提高电网供电的可靠性。在并联过程中下垂控制策略应用最为广泛。传统的下垂控制在线路阻抗不相等时会导致负荷分配不均并产生环流。为解决这一问题,提出了一种自适应下垂控制策略,将并联运行的EPT输出级功率的一次函数变成P、Q的二次函数,根据各自的额定容量求出对应的功率比例,调节实际输出功率,使EPT按额定容量成正比分配负荷,减小了线路阻抗不均造成的影响。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,并联系统动态性能良好,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性和可行性。     

电力需求侧电能质量的控制策略研究

基于电力市场运营模式，提出子面向电力客户的电能质量标准的概念，并设计了一种电力需求侧电能质量控制策略的系统结构，经过仿真证明，在故障情况下对保证电力需求侧的电能质量有的一定的作用。     

电力电子变压器控制策略

电力电子变压器是一种将电力电子变换技术和高频变压器相结合的新型智能变压器,与传统的变压器比,它不仅有隔离、变压和并联运行功能,而且具有灵活控制电压和电流波形变化、改善电力系统电能质量、提高系统稳定性、无功优化以及在输电中与励磁发电机协调控制等功能。根据电力电子变压器的不同运行状况,有相应不同的控制策略,因此在国内外研究成果的基础上,分类和归纳了电力电子变压器的控制策略,分析了不同控制策略的原理、特点及实现方法,为电力电子变压器的研究与应用提供参考。     

统一电能质量控制器并联侧的改进双滞环电流控制策略研究

为提高统一电能质量控制器的电流控制策略水平,提出了一种基于最优电压空间矢量的有源电力滤波器双滞环电流控制方法。该方法先利用常规双滞环控制法,以参考电压矢量的空间分布和误差电流矢量的越界情况及所在区域为依据,给出最佳电压矢量输出,以快速控制相间误差电流。虽然该方法能保证了系统暂态过程中的响应速度,也显著降低了开关频率,但误差电流在内环时逆变器不动作导致统一电能质量控制器的补偿精确度有所降低。针对此问题,将自抗扰控制方法引入误差电流内环控制上,它将内环时系统内部模型的不确定性与系统的外部不确定性统一视为系统的未知干扰,通过扩张状态观测器来估计,然后利用非线性反馈控制律进行补偿,最后利用混沌粒子群优化算法对各个参数进行优化。该方法不需要精确地测量谐波,并且对于不同的典型负载、负荷侧电流大小和相位的变化都有很强的适应性,Matlab软件仿真和采用DSP硬件实验结果验证了所提出的电流控制方法的动静态性能和鲁棒性良好。     

电力电子变压器输出侧电压谐波抑制策略

电力电子变压器(PET)的供电电能质量与其控制策略的选择密切相关,以基于模块化输出的PET为研究对象,提出了一种抑制PET输出侧电压谐波的主从控制策略.首先阐述了 PET的拓扑结构及工作原理;其次分析了造成PET输出侧电压畸变的原因,基于此,利用PET输出侧从逆变器可用容量来补偿负载电流中的谐波分量,而主逆变器仅提供负...     

基于并联变压器的新型有源电力滤波器控制策略

提出了一种由并联变压器和电压源型逆变器组成的新型有源电力滤波器控制策略。具体方法：将变压器一次绕组与谐波源并联,检测变压器一次侧基波电压作为指令信号,控制电压源型逆变器的输出电压加在变压器的二次侧,当逆变器输出电压与变压器一次侧基波电压满足一定条件时,对基波分量而言,有源电力滤波器等效为一个可调电抗以补偿无功;对谐波分量而言,有源电力滤波器等效为变压器漏抗,从而疏导谐波流入变压器一次绕组。最后的仿真结果验证了该策略的可行性。     

电力电子变压器控制策略研究

传统的工频变压器体积大、重量重、效率低,严重制约了车载电传动系统的整体性能的进一步提升。采用无工频变压器的电力电子变压器技术通过高压电力电子技术实现电能变换,由其为核心构成新型轻量化、高能效的电传动系统,可以彻底摆脱传统对工频变压器的依赖。本文对电力电子变压器的主电路拓扑结构和控制策略进行深入研究。在Matlab/Simulink仿真环境下对主电路拓扑及控制策略进行验证,证明主电路拓扑结构的合理性和控制策略的有效性。     

级联型电力电子变压器并联运行的改进下垂控制策略

为了提升级联型电力电子变压器并联运行时的稳态和动态性能,在传统下垂控制的基础上提出了一种改进下垂控制策略。首先,建立传统下垂控制的并联系统等效电路,研究其存在电压控制偏差较大、均流控制精度不高且动态特性较差等问题的原因;然后,通过闭环控制实现对输出电压控制偏差的补偿,推导负载电流与移相角的函数后对其泰勒级数展开式进行线性化处理,并将处理结果作为电流前馈的系数,提升稳态时电压控制的精准度、电流控制的均衡度以及动态时的快速调节能力;最后利用公共直流母线电压取代各自采样的输出电压作为控制反馈值,降低了线路阻抗对电流均衡度的影响。通过一套3台电力电子变压器组成的并联系统进行验证,实验结果表明:该改进下垂控制策略可将并联系统的功率离散度降低至0.18%,直流电压控制偏差降低至0.2 V,验证了工程应用的有效性、可行性和实用性。     

电子电力变压器的并联运行

讨论了电子电力变压器(EPT)的并联运行问题.总结了几种EPT并联运行的结构形式,指出EPT引入电力系统后,需要考虑它与常规变压器并联运行,以及多台EPT并联运行等情况.重点分析了多台EPT并联运行时的几种均流控制策略:主从控制、集中式电流/功率偏差控制、分散逻辑控制和基于调差原理的无联络线控制.并以多台EPT交直流母线混合并联系统为基础分析了并联EPT的输入级控制策略.在MATLAB时域仿真环境下对两台EPT并联运行采用主从控制的控制方案,进行了仿真研究,结果表明主从控制下并联电子电力变压器的均流效果良好,且可以互为备用.     

基于开关复用型子模块的电力电子变压器及其控制策略

直流配电系统一般采用双极性供电形式,其中真双极接线形式在故障工况下正、负极可单独运行,但成本较高,适用于对可靠性要求较高的场合。为实现电力电子变压器在真双极接线形式的直流配电系统中的应用并有效降低装置成本,文中提出了一种基于开关复用型子模块的电力电子变压器拓扑,并对其工作原理和控制策略进行分析。所提电力电子变压器控制包括低压端口电压控制和电压均衡控制,电压均衡控制器和低压端口电压控制器相互解耦,方便独立设计。相比传统真双极接线形式,所提子模块中双有源桥和电压均衡电路之间功率开关实现了有效复用,能够有效降低系统成本,提高功率密度。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于复合控制的电力电子变压器控制策略研究

在电力电子变压器（PET）中,针对高频变压器连接的输入级与输出级的变换器,现有的调制方法由电压、电流矢量计算和占空比组成,使得控制策略太复杂。在本文中,提出了一种复合控制应用在整个系统中,复合控制器由前馈解耦控制和智能预测控制两部分组成。前馈控制将基于PET系统中的交叉耦合电势进行完全解耦,然后智能预测控制通过的离散模型来预测电路变量,确保交流输出的电流参考值最接近前馈项的估计值。并且在下一个采样周期,选择最合适的开关状态来驱动功率器件。对系统输入和输出之间的不同电压幅值以及负载功率的变化进行仿真实验,仿真结果表明能够改善系统的稳态性能以及抗干扰能力,并得到单位功率因数运行,研究表明了所提出方法的正确性和有效性。     

非线性负载下微电网主逆变器输出侧电能质量控制策略

针对微电网主逆变器输出侧电能质量易受其所连交流母线上非线性负载影响的问题,提出了一种适用于三相四线制微电网主逆变器的高电能质量控制策略。首先,分析了非线性负载造成主逆变器输出侧电压畸变的原因,得到了孤网运行状态下主逆变器输出侧电压谐波抑制机理。其次,解析了传统逆变器的谐波抑制方法及其物理机理,并指出了该类抑制方法的不足。然后,提出了一种基于虚拟谐波阻抗的新型谐波抑制策略,能同时适用于电流型谐波源和电压型谐波源,分析了该方法的可行性。最后,仿真结果和实验结论验证了该控制策略的有效性,该方法有效地改善了主逆变器输出电压的畸变率。     

电子电力变压器与常规电力变压器的并联技术

在分析电子电力变压器（EPT）与常规电力变压器并联原理的基础上,提出将常规电力变压器的副方电压作为EPT输出电压的参考电压,以减少EPT与常规电力变压器并联时所产生的环流。在传统比例积分（PI）控制基础上提出了一种参考电压前馈的瞬时电压电流双闭环反馈的并联控制策略,并详细分析了其控制性能。理论分析表明,与常规PI控制策略相比,所提出的控制策略的稳态精度高、动态响应快捷。以单台EPT与单台常规电力变压器构成的并联系统为例,在MATLAB时域环境下进行了仿真研究,同时在基于数字信号处理器TMS320F2812所构建的试验系统中进行了试验验证。仿真和试验结果表明,所提出的常规控制策略获得了良好的均流调制特性,具有良好的动态响应特性,可实现不同容量EPT与常规电力变压器并联运行时的负荷合理分配。     

基于分散逻辑的电子电力变压器并联控制技术

为了解决电子电力变压器(EPT)并联时的均流控制问题,进一步提高电力系统的供电可靠性,提出了一种基于分散逻辑控制的交直流混合并联均流技术,分析了EPT并联的基本原理并分别介绍了其交流侧和直流侧的均流控制策略。分散逻辑控制的均流技术冗余性强、可靠性高、功能扩展容易,所提均流控制技术基于平均电流法原理实现瞬时均流,并联模块间仅通过一条均流信号总线交换信息,该方法通过单台EPT和所有并联的EPT所产生的电流误差信号调整参考电压的基准从而实现良好的均流特性。最后,在Matlab时域环境下对两台EPT交直流混合并联运行控制方案进行了仿真研究。结果表明,该方案在动态和静态过程中的均流效果都很好,并且具有良好的冗余特性。     

电力电子变压器自治运行控制策略

针对应用于交直流配电网的电力电子变压器,根据孤岛模式下配电网的运行特性,提出了一种应用于孤岛模式的自治运行控制策略,通过建立全局化的多端口传输模型,统一各端口的运行状态,协调各端口的能量交换,充分发挥电力电子变压器各个端口能量互通、相互支撑的优势,实现配电网的自治运行。搭建了含电力电子变压器的交直流配电网仿真系统,验证了控制策略的有效性。     

微电网中电力电子变压器的电压质量控制策略研究

电力电子变压器(PET)中多个直流环节的存在使得其替代固态开关作为微电网接口后实现了微电网与主电网在频率与电气上的隔离,此时微电网内部的电能质量与PET的控制策略密切相关。本文首先分析了PET接入后对微电网PCC点电压质量影响的差异,研究了PET输出侧PCC点电压质量劣化的机理,指出不采取任何电压质量调节措施时,基于PET的微电网PCC电压易受非线性负荷影响而出现谐波劣化。然后,针对微电网存在的电流型与电压型谐波,分析了PET调节微电网PCC点电压质量的本质,综合考虑PET采样特点、容量限制等因素提出了一种直接电压控制与虚拟阻抗控制相结合的高供电电压质量控制策略。最后,仿真与实验验证了本文理论分析与所提策略的正确性与有效性。     

基于SiC MOSFET的电力电子变压器双有源桥功率模块设计

将宽禁带半导体器件SiC MOSFET引入电力电子变压器子模块的功率变换部分,通过提高开关频率、降低无源器件的体积及重量,可有效提高电力电子变压器的功率密度。从工程应用需求出发,介绍一种基于SiC MOSFET的电力电子变压器DAB(双有源桥)功率模块的设计方案,具体包括功率电路的原理分析及电路设计、控制保护电路设计及SiC MOSFET驱动电路设计,对SiC MOSFET进行双脉冲测试和短路测试,对功率模块进行性能试验和系统试验,从而验证了功率模块运行的可靠性和高效性。