采用STATCOM改善笼型机风电场性能的机理分析与实验研究

由湍流、风剪切和塔影效应等引起的电压波动、闪变以及低电压穿越能力成为制约笼型风电机组并网发电的主要因素。对静止同步无功补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)改善笼型机风电场性能的机理进行了深入分析,并通过电网故障清除后发电机的转矩转差率曲线量化了STATCOM容量对风电场低电压穿越能力的影响。在实验室环境下搭建了包括STATCOM、笼型风电机组和电网的模拟装置的实验平台。STATCOM装置的硬件主要包括主电路、软起动电路和基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)控制系统的检测、驱动隔离等硬件电路;风力机模拟器选用PC机和Matlab实时软件作为控制平台,可以很容易地实现风力机特性及模拟风速变化等自然条件。实验结果验证了STATCOM能够减小公共连接点(point of common coupling,PCC)电压波动,改善笼型风电机组的电能质量。     

基于SVPWM的光伏无功控制研究

针对光伏并网发电过程中无功功率的补偿问题,以光伏并网逆变器主电路结构为基础,提出了一种基于空间电压矢量脉冲调制法的能同时实现并网发电和无功补偿的控制方法。分析了无功补偿控制原理与双向PWM逆变器的空间矢量算法,充分发挥空间电压矢量脉冲调制法电压利用率高、动态响应快的优点,使光伏并网发电系统既可与电网之间进行能量的双向流动,又能提供电网所需的无功功率,最后通过实验验证所述控制策略的有效性。     

新型分布式并网发电仿真平台

介绍了一种数字仿真与实物变流器相结合的分布式并网发电研究平台。利用实时数字仿真系统（RTDS）搭建的电力系统模型,通过功率放大装置,模拟电网的接入点,并连接小功率并网变流器。该平台用于研究变流器与电网间的相互作用及相互影响,具有能模拟电网故障及变流器不同工况的功能,解决了实际电网实验困难,成本高等问题,具备非常高的灵活性和安全性。使用该平台,模拟了向电网注入有功,并通过变流器控制手段稳定并网点电压的测试,取得了与理论分析相同的结果,证明了该平台的可操作性。     

一种用于双电源系统的三相逆变电源

针对用电系统中关键负载在双电源间的切换过程,提出了一种带有电网电压定向的三相逆变电源,该逆变电源通过跟踪电网电压来实现关键负载在电源切换时无冲击。本文设计了硬件过零检测电路完成电网电压定向,搭建了基于DSP2812芯片的逆变电源实验平台并编写软件程序,实验结果表明了该逆变电源的可行性。     

光伏并网发电及无功补偿的统一控制

针对常规光伏并网发电系统逆变主电路的结构特点,提出了将无功功率补偿与光伏并网发电相结合的新型控制方案,使光伏并网发电系统在向电网提供有功电能的同时也能够提供电网所需的无功电能,从而简化系统结构,提高供电能力,并节省设备投资.文中详细分析了系统控制结构、瞬时无功检测、并网电流的合成及并网电流的跟踪控制方法.系统以DSP数字信号处理器为基础,在30kVA光伏并网功率调节器实验样机中成功地实现了光伏并网发电和无功功率补偿的统一控制.     

基于RTDS两级式光伏并网V/Q控制策略仿真研究

采用实时数字仿真系统（RTDS——Real Time Digital Simulation）对太阳能进行并网控制仿真,主电路采用直流-直流（DC-DC）、直流-交流（DC-AC）与LCL滤波电路组成的两级式光伏并网发电结构.通过调节DC-DC电路的占空比来实现光伏电池阵列的最大功率点跟踪（MPPT—Maximum Power Point Tracking）控制.提出了定电压/定无功（V/Q）控制策略,无需采用复杂的锁相控制技术,成功实现了逆变器的并网控制,保证了输出正弦波形的质量与电网同频、同相的控制要求.     

分布式并网发电系统在孤岛时的运行控制

以光伏并网发电系统为对象,提出了分布式并网发电系统在孤岛下继续供电运行的控制策略,将含有分布式并网发电系统的电网进行孤岛分层,通过控制不同层次的孤岛控制单元和并网发电逆变器以实现孤岛运行,同时分析了孤岛控制单元的主要功能和并网逆变器在孤岛运行中输出功率自调整以及电网恢复正常后再并网的方法。仿真和实验结果表明,该控制方法可使分布式并网发电系统在并网和孤岛下灵活运行,从而提高了分布式并网发电系统的使用率。     

不对称故障下光伏发电系统的电压稳定控制策略

随着接入电网的光伏发电系统规模的逐渐增大,在电网故障下光伏发电系统的安全稳定运行尤为重要。建立了不对称电网电压条件下的光伏逆变器数学模型,分析了直流侧电压波动机理。结合陷波器的谐振特性,提出了直流电压带陷波器的正负序双电流环控制策略,并在直流侧加装直流过压保护电路。利用Matlab平台建立光伏并网发电系统仿真模型,对提出的控制策略进行仿真实验,验证了控制策略的正确性和有效性。     

一种光伏并网发电系统中的相位跟踪技术

在光伏并网发电系统中实现与电网的同频同相跟踪,一般的模拟锁相环会存在固定相差的缺点,针对这一点不足,本文提出了一种基于矢量合成理论的模拟相位跟踪技术.分析了此种相位跟踪电路和矢量合成技术的基本原理,给出了这一功能的电路实现方法,并把这一电路成功运用于某光伏并网发电系统模拟装置中.仿真和实验测试结果表明其在较宽的频率范围...     

基于DSP的高功率因数PWM整流器设计

介绍了以DSP为控制核心的三相PWM整流器硬件工程实现。研究并设计了整流器的主电路参数、检测和采样电路、控制电路、驱动电路和监控保护电路等环节。叙述了PWM整流器的硬件过程和实现方法。最后,基于DSP控制芯片搭建了整流器的试验样机,并给出了试验波形图。试验结果表明,整流器输出电压稳定,网侧输入电流正弦化,且功率因数接近于1,可显著抑制谐波对电网的干扰,改善电网运行的品质。     

一种新型斩波AC/DC/AC变换的单相DVR

针对输入侧采用不可控整流AC/DC/AC结构的单相动态电压恢复器(DVR)输入侧功率因数低,谐波含量高等问题,提出了一种基于PWM斩波变换器的动态电压恢复器来补偿负载两端电压的跌落。该新型拓扑结构采用PWM斩波控制节省了直流侧电容,简化了滤波器设计,使输入侧线路中谐波含量降低,同时达到单位功率因数;电压检测采用单相信号构造成两相信号,利用瞬时无功理论对信号进行检测与处理,实时性高;搭建MATLAB/Simulink仿真和系统实验平台,验证其合理性和可行性。     

硬件锁相技术在高温超导功率变换器中的应用

为了对电力系统电压相位进行实时检测和采样.实现高温超导磁储能(High Temperature Superconducting Mag-netic Energy Storage,简称HT-SMES)功率变换器的快速功率变换,基于TMS320F2812型DSP数字控制,提出了一种硬件锁相方法.并应用在HT-SMES功率变换器的信号采样和调理电路中.实验结果表明,该方法能钉效抑制电网输入侧的电压谐波分量,对电网电压相位进行准确跟踪和锁定,具有动态响应快,稳态性能好的特点.     

光伏并网模拟发电装置的设计与试验

以C8051F340单片机为控制核心,设计全桥斩波逆变电路、LC滤波电路、工频升压变压器、过零比较电路和交直流电压电流检测等电路构成光伏并网模拟发电装置的硬件部分.利用单片机片内PWM、定时器输入捕获、外部中断等资源,采用同频同相、过流欠压保护等算法实现电压、电流、相位等参数的闭环控制,且装置发生故障排除后能自动投入运...     

一种用于相移干涉仪的高压放大电路

基于自主研制高精度数字化相移干涉仪的需求,针对干涉仪的压电陶瓷移相器设计了一种高压放大电路。通过双极性运算放大器OP07构成低噪声,非斩波稳零的低压放大电路与中功率线性三极管MJE340和MJE350构成高压放大电路进行直流耦合,结合反馈网络,功率放大电路,滤波电路以及限流保护电路,将计算机输出的0~5 V低电压的移相控制信号稳定线性放大到-30 V~+130 V范围,且输出低至10 mV 峰值的纹波,满足压电陶瓷移相器的高压驱动控制要求和相移干涉仪的高精度移相测量的要求。     

有源滤波器空间矢量脉宽调制电流跟踪算法的优化

为提高有源滤波器的电流跟踪性能,针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)电流跟踪算法的不足,提出了一种用于并联有源滤波器的SVPWM电流跟踪算法的优化方法。该跟踪算法利用三相相间误差电流的正负来判断空间指令电压矢量所在的区域。与传统SVPWM电流跟踪算法相比,省略了三相电网电压的检测环节,即省略了判断空间指令电压矢量所在区域的复杂运算,从而简化了硬件电路,同时也简化了算法。针对以三相不可控整流阻感负载为谐波源的电路模型,分别采用传统SVPWM电流跟踪算法和所设计的SVPWM电流跟踪算法作为有源滤波器的电流控制方法,进行了滤除谐波电流的实验。     

用于电能计量芯片的无功功率计量方法

现有电能计量芯片中无功功率计量电路难以同时满足计量精度高与硬件开销小的要求。为解决此问题,提出了一种无功功率计量的新方法,该方法采用3个一阶IIR滤波器,其中电压通道内的相位移动滤波器使电压信号产生-90°相移,电压通道和电流通道内的两个幅度补偿滤波器共同对由相位移动滤波器产生的信号幅度衰减进行补偿。两个幅度补偿滤波器被要求设计成具有相同的结构和参数,二者的并联应用不会改变电压与电流之间的相位差。提出了高效的无功功率计量系统设计方法,其中特别是幅度补偿滤波器设计的优化方法。仿真和实际产品测试结果表明,该无功功率计量方法不仅硬件资源消耗较少,而且可以达到较高的计量精度,优于现有电能计量芯片的无功功率计量方法。     

电压跟踪型单相电网有源滤波器补偿特性的研究

首先根据电压跟踪电压源型单相电网有源滤波器的拓扑结构,建立了滤波器系统的数学模型,对无功电流补偿和谐波电流抑制的原理和特性进行了深入研究,确定控制回路设计的两个准则,最后给出实验装置的一组实验波形。实验结果证明了该滤波器无功补偿和谐波抑制的有效性。     

基于ATmega16的智能数控高压直流电源的设计

为满足高压电源小型化、智能化的要求,介绍了以ATmega16单片机为核心的智能数控高压直流电源的软硬件实现方法。采用软件仿真和硬件电路调试相结合的方法,对模拟电路部分的主要功能模块进行了详细说明,重点讨论了控制电路中高频PWM方波产生的原理、驱动方案以及输出电压/电流信号的采样反馈,并简要叙述了其他控制电路的设计思路。试验证明:该电源完全可以于核辐射探测仪器等领域,且具有密码保护、集成度高、数字控制、人机界面友好、输出电压持续可调、自动过压过流保护等优点。     

电力载波电源电路的高可靠性设计

文章重点从过流和短路保护以及电源纹波抑制两方面介绍电力载波上电源电路的高可靠性设计。相比现有DC/DC和LDO保护电路,本中设计的保护电路不仅具备过流保护和短路保护功能,同时具有欠压检测功能,极大提高了电路可靠性,且降低保护状态下电源消耗以达到低功耗的目的。另外,采用巴特沃斯低通滤波器归一化设计LC滤波器,降低电源输出电压纹波,从而提高了电源抗干扰能力。从测试结果可看出,设计电路效果良好,且已通过国家电网计量中心检测。