基于光伏发电系统的超级电容器充电效率的研究

针对光伏发电系统中超级电容器在恒压、恒流和恒功率充电模式下的充电特性,提出提高充电效率的计算方法。分析了对超级电容器充电时不同充电模式下的最高充电效率,获得了超级电容器分段充电效率曲线,表明恒功率充电方式在最大功率点跟踪控制下更适合对超级电容器充电。提出了在光伏发电系统中使用双级Buck-Boost变换器对超级电容器进行最大功率点跟踪/恒功率混合控制的充电策略,仿真结果表明该策略可以有效保证系统的充电效率。     

电动车无线能量互充系统及其恒流控制

针对电动车行驶途中可能出现电量不足的突发情况,提出了一种新的能量互充系统,用有富余电量的私人车辆或者专门提供能量补给服务的车辆为缺电车辆提供应急性能量补给。给出一种结构对称和参数对称的主电路拓扑,并引入移相控制策略来实现恒流充电。建立了系统的等效电路模型,推导出了发射端逆变器移相角与充电电流、发射线圈与拾取线圈距离之间的函数关系式。仿真和实验结果均验证了该系统及控制策略的可行性。     

双PWM变频器一体化协调控制策略研究

在双PWM变频器中,若能实时控制整流侧的输出电流紧紧跟随负载电流,达到快速平衡整流侧和负载侧功率,则中间直流环节的滤波电容储能(或释放)功率将很小,甚至为零,此时可采用极小容量的电容用于滤波,这样不仅减小了系统的体积,而且提高了系统的可靠性以及系统动态响应快速性.对前后两级变换器进行一体化控制,在采用电流前馈控制的基础上,把直流侧电容电流作为内环进行控制,并使电容电流为零,达到了上述控制之目的,仿真和实验结果均验证了所提出的控制策略的正确性和可行性.     

电动汽车高频交流功率驱动系统

为了改善和提高电动汽车电气驱动系统的性能 ,提出了一种用于电动汽车的高频交流功率驱动系统。该系统由高频谐振逆变器、高频变压器和高频交流脉冲密度调制变频器组成。高频谐振逆变器将电池组的直流电压逆变为 2 0kHz的高频交流信号 ,由高频变压器分配给系统的各个部分 ,采用零电压开关技术的高频交流脉冲密度调制变频器作为变频电源驱动电机 ,推动车辆行驶。研究表明 ,本文提出的高频交流功率驱动系统可以满足电动汽车不同的功率要求 ,具有噪音低、效率高、体积小、重量轻、能量密度高和动态响应快等优点     

风力发电中网侧变流器控制系统研究

根据网侧变流器运行原理,基于PSIM设计了双闭环控制系统。文中建立了控制系统模型,并介绍了PI调节器的设计和三相锁相环的实现。电网电压定向矢量控制实现了有功无功的独立控制,仿真结果表明,直流电压稳定,网侧输出电流谐波小,可单位功率因数运行,响应速度快。     

并联型有源电力滤波器的电流跟踪控制实现方法

在传统的无差拍电流跟踪控制基础上,提出了一种改进的无差拍电流跟踪控制方法.该法首先采用线性预测方法,在当前时刻预测出有源电力滤波器在下一时刻的输出电流参考值,然后用有源电力滤波器的离散化电流跟踪控制数学模型计算出脉冲宽度调制信号的占空比.这样就弥补了传统的无差拍控制方法因算法复杂导致计算延时的不足.同时,在有源电力滤波器系统投入逆变运行前,采用直流侧电容预充电和使直流侧电压线性增加的方法,防止启动时产生直流侧冲击电流;采用直流侧电压比例-积分控制方法,使得系统在逆变过程中,直流侧电压大小只在一定范围内波动.而且,此控制策略在基于数字信号处理器TMS320LF2407A的硬件平台上得以实现,并对有源电力滤波器在投入运行前后的系统网侧电流波形进行了实验分析.实验结果表明,所提的电流跟踪控制和直流侧电压控制方法可以使有源电力滤波器有效滤除电网中的谐波电流.     

一种新型的三相交流稳压电源

在分析了现有的三相交-交变压电源后,提出了一种新颖的三相交-交变压和稳压方法,该方法借助于三相电子开关,将直流电压变换原理应用到三相交流的变压、稳压中,克服了使用传统晶闸管调压电路带来的功率因数低和谐波污染问题.与使用串联补偿构成的三相调压电路相比该电路具有简单,电压调节范围大等优点.在描述了系统的构成、工作原理和数学模型后,对该电源系统的控制策略作了简要分析和说明,最后给出了电源系统的仿真结果和在样机上的实验结果.     

电动汽车动态无线充电自适应控制方法

针对电动汽车的动态无线充电方式,提出了一种自适应控制算法,对电动汽车的充电功率及其供电来源的供电配比进行优化调节。在代价函数中综合考虑了电动汽车用户的充电满意度、无线充电道路的负荷压力、供电成本以及供电稳定性,通过自适应动态规划（ADP）算法,训练神经网络估计并最小化长期代价函数,得到近似最优的控制策略。仿真结果表明,该方法能够兼顾用户充电满意度和充电道路的负荷压力,同时满足供电成本和供电稳定性的要求。     

面向智能电网负荷调节的自适应储能系统控制

提出一种自适应储能系统控制方法,对智能电网中电动汽车的动态无线充电负荷进行调节.该方法在系统代价函数中联合考虑电网侧功率的变化率和充放电对电池寿命的影响,采用自适应动态规划算法,通过在线神经网络训练,估计并最优化系统长期代价,从而得到近似最优的储能系统控制策略.仿真结果表明,该方法能有效降低电网侧功率的斜率,使负荷更加平稳,同时延长储能系统中电池的寿命.     

基于LCL谐振型双有源桥的三端口DC-DC变换器及其解耦控制

为了降低集成式三端口DC-DC变换器多功率路径的控制环路间的耦合程度、优化动态性能,将双Buck/Boost与LCL谐振型双有源桥通过共用原边全桥开关单元集成到一起,提出新型三端口DC-DC变换器及其解耦控制方法. 该变换器实现了开关器件的复用,提高了功率密度;采用PWM+双移相控制,可以实现3个端口间传输功率的灵活控制;利用LCL谐振特性实现基波功率因数为1的功率传递. 本研究分析该变换器的工作原理、控制方式与谐波特性,并且根据基波分析法提出简单、有效的解耦控制方法,可以有效降低多功率路径间的耦合程度,提高系统动态响应能力;搭建400 W的实验样机,进行控制方式对比试验、典型工作模式切换试验、解耦控制对比试验,验证该变换器的可行性及所提解耦控制策略的解耦效果.     

电动汽车充放电特性及其对配电系统的影响分析

随着电动汽车技术特别是电池技术的发展和一些发达国家在政策方面的大力支持,电动汽车在最近几年得到快速发展.大量电动汽车的广泛应用肯定会对电力系统尤其是配电系统产生影响,因此就很有必要研究电动汽车充电时的需求特性和电动汽车接入网络(Vehicle to Grid,V2G)时的放电容量曲线.在此背景下,采用蒙特卡洛仿真方法首...     

微机控制晶闸管充电、浮充电装置的研制

探讨应用单片微型计算机控制技术结合电力电子变流技术，采用改进型ＰＩＤ控制算法，研制微机控制晶闸管充电、浮充电装置，从而使充电、浮充电装置具有恒流初充电，恒压浮充电，自动充电及完善的保护等功能；达到静态调节精度高，动态品质因素好。     

移相全桥磁耦合谐振无线直流变换器的设计

针对传统电能传输方式中存在的电线摩擦、老化、电能传输过程中容易产生火花等缺点,设计了一种移相全桥磁耦合谐振无线直流变换器。即采用磁耦合谐振式无线变压器以实现输入输出的物理隔离,结合移相双闭环控制实现软开关及提高响应速度。并通过Matlab/Simulink和TMS320F28335对设计的变换器进行了仿真和实现。仿真实验结果表明,所设计的移相全桥磁耦合谐振无线直流变换器的响应速度较快、损耗较小,且通过无线变压器进行电能传输提高了设备的安全性能。     

基于电容器充电回路的LC等效电路的电压调节

为了实现大功率开关电容变换器的电压调节，对采用电容器充电回路的LC等效电路的电压调节方法进行了研究。具体实现是通过对电容器充电电流和电容器的充-放电过程的分析，得出输出电压调节可以通过改变正弦充电电流的开关角度来实现；同时为了降低开关杂散电感中的功率损耗和电磁干扰噪声，需要利用MOSFETs的第三象限工作和专门的杂散电感配置；采用2个开关电容器原型板构建的具有可变输出电压调节能力的倍压器的分析和实验结果表明，本文提出的电压调节方法不仅能够实现软开关的作用，而且其效率要高于采用传统方法的理论最大效率值。     

电动汽车DC-DC电源变换器的原理、建模和控制

为了设计出在电动汽车上把高压直流电源变换成低压直流电源的高品质DC DC变换器 ,采用自动控制理论进行指导 .介绍电动汽车DC DC变换器原理和设计 ,建模与控制方法 .应用阶跃响应法、频率法研究其数学模型和控制特性 ,并且进行分析和计算 .实验结果表明 ,用这种方法所研制的电动汽车DC DC变换器输出电压精度高 ,抗干扰能力强 ,调节特性快速、平稳     

直驱永磁风电机组低电压穿越的一种控制策略

为提高并网直驱永磁风电机组低电压穿越运行能力,提出一种适用于双PWM变换器并网的永磁直驱风电机组低电压穿越运行的电机侧及电网侧变换器协调控制策略。电网电压跌落时,根据输入电网的电磁功率的变化控制电机侧变换器来限制发电机的电磁功率以平衡输入直流侧电容的功率,稳定直流侧电压;根据电网电压跌落深度控制电网侧变换器,提供一定的无功电流,有利于电网电压稳定与恢复,提高风电机组的低电压穿越能力。仿真结果表明,所提控制方案无需硬件装置,能有效实现永磁直驱风电机组的低电压穿越运行。     

基于三相电压型变流器的无功功率补偿控制

基于三相电压型变流器的无功功率补偿装置可以吸收或发出连续可调无功功率.分析了三相电压型变流器在由坐标系下的数学模型,应用非线性微分几何理论中的状态反馈线性化控制方法,设计了基于直流侧电压与交流侧无功功率为控制目标的解耦控制器,并整定了控制器参数.最后在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC上对所设计的控制系统的有效性进行了仿真验证.结果表明,该控制方法具有良好的快速与稳定性能,补偿点的功率因数得到了明显的改善.     

一种适用于电压源换流器型直流输电的直流电压控制

直流电压稳定是关系到电压源型直流输电系统可靠运行的关键问题之一。为了确保电压源型直流输电系统在一侧换流器故障时仍能有效控制直流电压,在分析电压源换流器在不同控制模式下的外特性的基础上,提出了采用基于直流电压下垂控制的直流电压控制策略。控制器采用该策略后,能实现有功功率控制模式与直流电压控制模式之间的自动转换,确保定直流电压控制的换流站故障退出后,输电系统仍能有效地控制直流电压。最后以一个两端系统为例进行仿真验证,结果表明系统获得良好的动态性能。     

燃料电池混合动力系统输出功率跟随研究

为提高燃料电池混合动力系统功率输出的动态特性,并提高其经济性,在基于DC/DC变换器微分平坦控制的基础上提出了基于高效率功率跟随的混合能量管理策略,建立了包括燃料电池、锂电池、DC/DC变换器和负载等部件的数学模型,并进行了仿真实验。研究结果表明:基于微分平坦控制的DC/DC变换器控制方法能够改善系统的动态响应,修正后的电池的荷电状态(SOC)维持且接近期望SOC值;燃料电池的高效率功率跟随控制策略可以实现系统功率的合理分配,使得混合动力系统可以更安全、高效地运行。     

单移相输入串联输出并联的功率预测控制

针对直流变换器在交直流微网应用中输入电压脉动或负载变动情况下的动态性能较差和鲁棒性能较低的问题,选择由双有源全桥构成输入串联输出并联(ISOP)结构变换器为研究对象,提出基于功率均分的功率预测控制方法. 采用单移相控制思想,通过分析ISOP功率控制原理,建立ISOP控制模型,对功率进行预测并构建评价函数以对移相量进行优化. 相比于传统电压闭环控制,该方法在输入电压和负载发生变化时,显著地提高系统动态响应速度,增强系统抗干扰能力并保证各模块功率均衡. 搭建两单元ISOP系统的MATLAB仿真模型及RT-LAB半实物实验平台,仿真和实验结果验证了该方法的正确性与有效性.