带整流桥负载的双绕组异步发电机励磁控制方法研究

针对双绕组异步发电机所带不可控整流桥直流侧电压的稳定问题，提出了一种在控制绕组侧补偿异步发电机所需无功励磁电流的新方法。该方法通过锁相环(PLL)检测出控制绕组中基波电压相位并超前90&;#176;作为实际应补偿的励磁无功电流的相位，再根据检测出的功率绕组整流桥直流侧的实际电压与参考电压作比较后，经PI调节确定静止无功发生器(SVG)发出的励磁电流的幅值大小，实现在负载变化时，对控制绕组中所需的励磁电流的大小和频率进行连续调节，达到稳定直流侧电压的目的。并用实验和仿真试验验证了该方法的有效性。     

新型定子双绕组自激异步发电机的电压调节

为了解决普通异步发电机电压随转速或负载阻抗变化的问题，该文提出了一种新型定子双绕组自激异步发电机，其定子上布置有两套三相绕组，一套为功率绕组，直接给三相整流桥负载供电；另一套为控制绕组，接三相脉宽调制电压型逆变器励磁控制回路，通过调节逆变器输出的无功电流达到调节电压的目的。仿真和实验表明，该文提出的新型发电机是一种电压调节的有效手段。     

双闭环控制的三相整流发电机数字式励磁系统

为了提高三相整流发电机电压控制精确度,提出采用直流侧电压负反馈和励磁电流负反馈构成的双闭环励磁控制策略。根据发电机空载特性曲线引入饱和系数,建立三相整流发电机励磁数学模型。该模型较好地反应出了其非线性特征。分析电压环采用PI调节存在突加负载时电压跌落较大的原因,给出将电流限幅器下限设置为空载励磁电流设定值的解决方法。为了验证所提出策略和分析方法的正确性,构建以DSP控制器为核心的整流发电机数字式励磁控制系统。实验结果表明采用双闭环控制的励磁系统具有较好的电压调节精确度,设置电流限幅器下限的方法明显改善了直流侧电压跌落。     

新型三相-单相交流发电系统拓扑结构及其控制策略仿真研究

针对传统三相-单相交流变换器拓扑结构复杂且需要额外的滤波器等的不足,基于永磁同步电机开绕组的特点,提出了一种新型三相-单相交流发电系统拓扑结构。分析了通过对双变换器直流侧电容电压的控制实现单相交流输出的工作原理,并在此基础上提出了一种通过永磁同步电机的正序电流和零序电流分别实现变换器直流侧的电容电压和单相交流输出电压解耦控制的新型控制策略。该策略采用MATLAB构建系统仿真模型,在不同发电机转速和负载情况下对系统进行了仿真分析,验证了该新型三相-单相交流拓扑无需使用额外的滤波电路即可实现高质量的单相交流电压输出,其幅值、频率均可以灵活调节,且具有优异的动态特性。     

基于T型连接变压器的异步发电机稳压稳频控制

独立自励异步发电机的机端电压和频率会随着负载变化出现较大波动,为了稳定电压、频率以及改善发电机的电能质量,设计了基于T型连接变压器的异步发电机稳压稳频控制器。该控制器可直接将三相瞬时交流信号变换到dq坐标系再进行有功和无功的解耦,然后通过闭环反馈控制STATCOM对系统进行功率补偿。仿真结果表明:稳压稳频控制器通过控制STATCOM能有效地稳定机端电压和频率,提高了发电机的带载能力;T型连接变压器能平衡三相电压以及抑制谐波,适用于负载不平衡的供电系统。     

采用自励异步发电机为异步电动机加负载的试验方法

引言在三相异步电动机的负载试验中,加负载的方法多为直接负载法。我厂在异步电动机试验中,是采用变频回馈和直流发电机能耗两种直接负载法进行的。采用变频回馈法进行异步电动机负载试验时,必须有一套电动机-发电机组成可以调整频率的变频机组作为陪试电机(异步发电机)回馈电源。因变频机组至少由四台单机组成,所以机组本身功率     

储能系统双向隔离直流变换器新型控制策略

为了实现高压接入低压输出储能系统中三相双向隔离直流变换器的高效应用,设计了一种新颖的控制策略。三相直流变换器中隔离变压器采用星三角连接可减少高压侧电压应力和低压侧电流应力。新方案利用开关频率控制调节直流变换器输出电压,并在高于开关频率点后,结合使用了一种谐振电路的移相算法,以减小特定功率下的开关频率范围。同时,对全功率...     

晶闸管自动调磁三相异步发电机

小容量异步发电机常用于山区、海岛农村以开发零星分散小水力、小风力资源。但由于异步发电机固有特性,其输出电压随负载及原动机转速的变化而波动,而且电压调节不便。为此,我们在文献[1]中提出了调磁方案,使得单相异步发电机能恒压输出。但是,这毕竟还只是单相发电机,三相发电机更有其经济价值。那么,上述调磁方法能否用于三相异步发电机,以促进其更广泛应用呢?答案是肯定的,本文就此进行讨论。     

基于自然坐标与功率前馈的三相电压型PWM变流器控制

针对三相电压型PWM变流器控制系统,提出一种自然坐标与负载功率前馈控制方法。根据p-q理论在自然坐标下的表征,引入瞬时有功电压和瞬时无功电压的概念。从而基于电网电压定向的矢量控制策略引入PWM变流器的自然坐标控制方法,省去了电网相位检测和坐标系变换,降低控制复杂度。针对PWM变流器矢量控制下直流侧负载(包括有源负载和无源负载)功率波动对直流侧电压产生较大冲击和波动问题,基于功率平衡和p-q理论推导了负载扰动点到三相交流电流指令的前馈通道增益矩阵,提高PWM变流器直流侧稳压控制的鲁棒性。RCP实验证明所提方法的正确性和可行性。     

一种电压源型有源电力滤波器的新型控制方法

研究了电压源型有源电力滤波器、电源及非线性负载三者之间的能量交换机理,分析了变流器直流侧电容电压的稳定问题,提出了维持直流侧电容电压稳定的新方法。在此基础上提出了一种电压源型有源电力滤波器的新型控制方法,详细推导了控制方程。该方法无需检测三相负载电流和三相输入电压,无需计算参考电流、无功电流和谐波电流;只需检测两相电源电流和直流侧电容电压,通过简单运算就可直接求出每个开关周期内各开关的占空比,实现滤波器的控制。仿真研究结果表明新型控制方法能有效补偿谐波电流和无功电流,抑制负载不对称。     

载波调换调制技术在级联多电平SAPF中的应用

电容电压不平衡是影响级联H桥多电平并联有源电力滤波器(SAPF)安全可靠运行的关键问题。通过分析载波相移调制技术(CPS-SPWM)对直流侧电容电压的影响,提出了一种基于控制直流侧电容电压平衡的载波调换调制技术,确立了双电压环与电流环结合的三闭环SAPF控制策略。这种调制方式算法简单、易实现,能在较小开关频率下实现较好的补偿效果的同时,有效地解决级联H桥多电平SAPF直流侧电压平衡问题。仿真和实验证明,该载波调换调制技术是有效、实用的,能对直流侧电容电压平衡起到良好的控制效果。     

基于三相供电电压偏差选取直流电容参数研究

在电压型PWM AC/DC/AC变换中,直流侧储能滤波电容参数的选取是变换器稳定运行的关键因素之一。针对目前直流侧电容选取存在一定的不精确性,分析了AC/DC/AC变换电路稳态时直流电容充放电的原理,对变换器交直流侧电压的关系进行研究,建立了电容纹波电压与三相供电电压偏差之间的数学模型,提出了基于三相供电电压偏差选取直流侧电容参数的方法。分别对单相和三相不可控整流电路提供直流电源时直流侧电容C的合理选取给出了相应的分析和计算,并通过仿真和试验验证了直流储能滤波电容参数确定方法的有效性。     

Investigation of performance of UPFC without DC link capacitor

This paper presents an analysis of the dynamic operation of unified power flow controller without DC link capacitor. In this scheme of UPFC the shunt converter present in the static synchronous compensator is operated as a current source rectifier, which maintains a fixed DC voltage and DC current on the DC link without capacitor. The capacitor in the DC link is replaced by an AC filter on the line side with a very small value to reduce higher order harmonics. The voltage source inverter present in the series compensator is operated with space vector modulation technique. The proposed scheme is fully validated through digital simulation. The simulated results show that the DC link voltage is maintained constant without DC link capacitor; STATCOM provides good voltage regulation and static synchronous series compensator influences power flow over the transmission line. Transient responses of single machine infinite bus power system have also been presented.     

新型谐振式开关电容变换器及其潜电路分析

针对传统三电平开关电容变换器存在硬开关或软开关实现较苛刻的不足,提出一种恒流充电谐振放电的新型1/2降压式开关电容变换器,谐振电容的谐振电流脉冲数减半,增大了电流占空比,降低了谐振电容的阻性损耗。以电路谐振和能量变换的规律,分析了输出电压、充电脉冲平均电流和变换效率等数学表达式,并得出一种简单的减少潜电路产生的新方法。这种谐振型开关电容变换器在一定范围内可通过调频方式调压,是一种谐振电感量小且效率高的直流变换器。最后通过仿真和实验验证了电路及其分析过程的正确性。     

Characteristics of a self-excited induction generator at constant voltage and constant frequency under speed change

A self-excited wound-type induction generator, excited by capacitor, which changes its speed as a wind generator and can be used as a separate small power source, is described. The voltage and frequency of this generator change in accordance with the capacitance C of capacitor, generator speed and loads, and the like. The constant-voltage generator with constant C is achieved by returning the secondary power of the induction generator to the primary source through a converter, an inverter, and a transformer, and controlling the inverter control angle. But the frequency changes slightly. In order to eliminate frequency variation under constant C, a constant-frequency source such as synchronous generator or a constant-frequency generator is connected to the primary or secondary side of the transformer and operated in parallel. Constant voltage and constant frequency are achieved in spite of the change of generator speed and load. The characteristics resulting from these various measures are compared. The constant-frequency generator is better than the synchronous generator in terms of life, maintenance, and the like. In parallel operation with the constant-frequency generator connected to the primary or the secondary side of the transformer, various characteristics at constant voltage and commercial frequency are compared and analyzed. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn 119(1): 90–100, 1997     

电网电压不对称时直驱型永磁风电机组控制策略

在电网电压不对称时,直驱型永磁同步风电机组采用对称控制方法将造成直流侧电压的波动。根据风电机组变流器输出瞬时功率与直流电容电压波动之间的关系,提出一种保持网侧变流器输出功率恒定的控制策略。讨论了风电机组并网对系统不平衡度的影响,以及网侧变流器控制系统的实现。仿真结果表明,电网电压不对称时该控制策略能够保证直流电容电压保持恒定,三相输出电流为正弦波形。     

双级式有功备用光伏虚拟同步机控制策略

大规模光伏并网发电导致电力系统面临惯性下降与调频能力不足的问题,迫切需要光伏系统主动参与电网频率调节。以双级式光伏拓扑结构为基础,提出有功备用跟踪的光伏虚拟同步机控制策略。DC\DC侧根据光伏单元运行的最大功率点确定系统的有功备用点,使系统运行在有功备用模式;当电网频率扰动时可调节光伏单元的有功输出来参与一次调频。逆变侧采用与同步机等效的下垂控制方案,将高压直流侧电容模拟为虚拟转子响应功率动态调节,并通过PI控制维持直流电容电压恒定。建立光伏有功调频的小信号模型,运用传递函数分析了直流电容参数对动态性能的影响。在辐照度突降、电网频率突变以及不同系统参数下进行仿真分析,证明了所提方案的有效性。     

A constant DC voltage control‐based strategy for an active power quality compensator in electrified railways with improved response

This paper proposes a constant DC voltage control‐based strategy for an active power quality compensator (APQC) used in electrified railways. The proposed strategy consists of only an I‐PD‐based constant DC capacitor voltage control with an added moving‐average type low‐pass filter (LPF). The added LPF improves the response of the constant DC capacitor voltage control for the APQC. Thus we offer the simplest control method for the APQC used in electrified railways with improved response. The basic principle of the proposed control strategy is discussed in detail, and then confirmed by digital computer simulation using the PSIM software. A prototype experimental model is constructed and tested. Experimental results demonstrate that balanced source currents with unity power factor are obtained on the primary side of the Scott transformer in the traction substation systems, improving the response by one‐fourth as compared to that of the previously proposed control method. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于IPOS双LLC谐振变换器的恒压恒流充电研究

针对充电拓扑存在开关工作频率范围过宽的问题,提出了一种适用于蓄电池充电的IPOS双LLC谐振变换器,并针对其恒压恒流输出特性展开了研究。所提变换器包含两组LLC谐振腔,通过辅助开关管S的开闭改变其中一组谐振电容参数,从而实现变换器的恒压和恒流输出转换。恒压恒流模式下所提变换器均定频工作：在恒压模式(S闭合),两组谐振腔工作在LC串联谐振点处;在恒流模式(S断开),一组谐振腔工作在LLC谐振点处实现恒流输出而另一组仍恒压输出。所提变换器实现软开关的同时实现了原边开关管和副边整流二极管的复用,并详细介绍了其工作原理、电压电流增益、设计方法和控制方案。最后,通过实验和仿真验证了所提变换器的可行性。     

模块化多电平换流器桥臂电流分析及其环流抑制方法

为了抑制模块化多电平换流器(MMC)内部环流,对MMC桥臂电压的波动和环流产生的机理进行了分析,提出了一种抑制环流的补偿控制方法。MMC在进行功率交换时,由于桥臂电流的作用,导致子模块电容电压发生周期性的变化,采用平均值的方法分析得出子模块电容电压包含直流分量和交流分量。采用最近电平调制法进行换流器电压调制,由于子模块电容电压含有直流分量以及基频分量偏差,导致桥臂电压与期望值间存在基频偏差和二倍频等分量,从而产生环流。通过对桥臂电压与期望值的偏差量进行补偿,能够消除桥臂电压的偏差,从而抑制换流器桥臂间的环流。在PSCAD/EMTDC中搭建了11电平MMC双端直流输电系统,仿真结果验证了所提方法的有效性。