考虑脉冲负载影响的直流微电网变换器模型预测控制策略

围绕含脉冲负载的直流微电网稳定运行问题,设计了抑制脉冲负载影响的直流微电网中变换器的预测控制策略.所设计的模型预测控制器是一种最优鲁棒协调控制器,可直接应用于直流微电网中混合储能系统,并减轻脉冲功率负载的负面影响.在分析直流微电网构成基础上,推导了系统动态模型以开发模型预测控制器,同时将系统硬约束引入控制策略中,进而采用线性矩阵不等式方法求解模型预测控制条件.利用搭建的直流微电网测试平台进行了实验研究,实验结果验证了新型模型预测控制策略的有效性.     

海岛VSC-HVDC输电系统直流阻抗建模、振荡分析与抑制方法

在向海岛无源网络供电的VSC-HVDC输电系统中,由于逆变站的恒功率特性,以及整流站与逆变站间直流侧阻抗交互的影响,易使VSC-HVDC输电系统的直流侧发生振荡甚至失稳。对此,该文针对整流站提出了一种虚拟阻感性阻抗稳定性控制方法,能有效抑制VSC-HVDC输电系统的直流侧振荡,且不影响逆变站向海岛负荷供电的动态性能。基于所提控制方法,建立了海岛VSC-HVDC输电系统的小信号直流阻抗模型,其包括整流站输出阻抗模型、直流电缆阻抗模型和逆变站的输入阻抗模型。根据Nyquist判据和伯德图揭示了整流站采用传统虚拟电阻稳定性控制在抑制VSC-HVDC输电系统直流侧振荡失效的根本原因:即整流站的等效输出阻抗在电压控制带宽外恶化成负阻性,削弱了系统阻尼。所提振荡抑制方法通过阻感性阻抗的相角超前特性能校正整流站的等效输出阻抗为正阻性,可有效改善系统的稳定性。最后,仿真和实验验证了该文的分析和所提控制方法的有效性。     

弱电网下LCL逆变器阻尼谐振抑制与功率快速调节方法

位于电网末梢或偏远地区的新能源发电弱电网中,大量本地阻感性负荷的接入会引起电网阻抗变化与频率偏移及电压波动,进而影响LCL逆变器自身谐振尖峰抑制及其输出有功与无功动态调节过程。对此,提出了一种LCL逆变器阻尼谐振抑制与功率快速调节方法,包括鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制、同步参考系准比例积分控制及功率快速调节。提出的鲁棒并网电流反馈有源阻尼控制增强了系统阻尼特性,抑制了LCL谐振尖峰;光伏能量功率前馈和负载无功快速检测可实现LCL逆变器的有功功率快速调节与电压无功紧急支撑功能;同步参考系准比例积分控制可降低电网基波频率偏移对系统稳定性的影响,增强了系统整体鲁棒性。通过深入分析控制系统动态响应和稳定性,给出了控制参数优化设计方法。最后,仿真及实验结果验证了所提控制策略的可行性。     

基于P-V下垂系数修正的并联逆变器输出功率成比例分配实现

为了确保并联逆变器在连接线路阻抗存在明显差异的情况下,仍然能按其额定输出容量成比例地输出功率,详细分析了功率分配不成比例的根本原因,给出逆变器输出阻抗和线路参数间的关系,进而提出主动注入功率差额实现功率比例分配的解决方法,给出易于工程实现的P-V下垂系数基准校正曲线。提出的方法可以根据实测的线路参数,也可仅在并联系统调试或运行过程中进行一次P-V下垂系数的修正实现功率的比例分配。多工况的仿真和实验结果验证了提出方法的有效性。     

一种低延时鲁棒功率下垂控制方法

在分析多逆变器并联功率分配机理上,提出一种低延时鲁棒功率下垂控制方法。通过重新设计等效输出阻抗呈阻性,将下垂控制器中有功/无功功率进行解耦。在此基础上,对有功功率控制构造积分器1/s,设计Q-f/P-U'鲁棒下垂控制器及U'恢复机理,提高了逆变器输出功率对等效输出阻抗和线路阻抗的鲁棒性,解除了线路阻抗与功率制衡关系,实现了负荷功率按额定容量比精确分配。该策略未改变逆变器等效输出阻抗的相频特性,无需重新设计等效输出阻抗,降低了设计难度。同时,利用所提的低延时快速功率计算方法降低了功率计算引入的控制延时,提高了系统的动态性。仿真和实验均验证了所提方法的正确性和有效性。     

大工程观融入“现代电力电子技术”教学方法

考虑到“现代电力电子技术”课程与工程应用紧密联系,课程组提出大工程观融入“现代电力电子技术”的课程教学与实践方法。革新课堂教学模式,打造引导式教学、工程实例分析教学、多样化教学工具、定期学术交流相结合的多维灵活互补课堂;深化实践教学,形成专业实践、社会实践、工程实训、创新创业教育“四位一体”实践教学平台。大工程观融入课堂与实践教学协同培养综合型专业素质人才。     

不平衡负载下三相离网逆变器的序阻抗建模及特性分析

孤岛微电网中三相负载不平衡是引起微电网电压不对称的主要原因。为了清晰直观地分析和改善电压不对称问题,从序阻抗角度,采用一种谐波线性化方法,建立了不平衡负载下三相离网逆变器采用无正负序分离电压控制模式的正负序阻抗模型,在不同PI控制参数、不同的运行工况下对三相离网逆变器的正负序阻抗特性进行了对比分析。分析表明PI控制参数对正负序阻抗特性影响较大,运行工况产生的影响较小。然后在三种不同运行工况下,对单序dq控制模式和无正负序分离电压控制模式进行了仿真对比分析。得到的序阻抗特性曲线和输出波形表明:采用单序dq电压控制模式时离网逆变器的输出电压幅值不平衡度高,而采用无正负序分离电压控制模式时,由于三相离网逆变器的负序等效输出阻抗在基频下较小,不平衡负载引起的负序电流流过阻抗产生的压降也较小,使逆变器的输出电压幅值基本保持平衡。最后,仿真验证了无正负序分离电压控制模式下的序阻抗模型的有效性。     

一种新型介质损耗tanδ测量系统研究

为了提高测量介质损耗和准确度,对介质损耗测量中存在的误差进行了研究,介绍过零点时差法测量介质损耗的原理。详细讨论了过零点测量时失调与温飘误差和电网波动误差的形成机理,针对过零点时差法测量tanδ时存在的主要误差——过零比较器的失调与温飘误差和电网波动产生的误差,设计了一种基于AT89C51单片机、采用双向过零平均鉴相技术和锁相技术的介质损耗tanδ测量系统,给出该测量系统的详细工作过程,得出了样机对试品的测量结果,对试品测量结果分析后证明该系统可有效消除过零点失调与温飘误差和电网波动误差的影响。     

大功率制氧机控制系统的设计与实现

介绍了PSA分子筛制氧技术,对大功率制氧机的控制过程进行了研究,设计了大功率制氧机的单片机控制系统;该系统采用AT89C52单片机作为控制器,结合TCN75芯片以及A/D等器件完成温度、压力、流量和纯度信号的采集和转换;利用光耦完成各开关电磁阀的驱动和控制;通过RS485接口完成与上位机的通信;文中详细阐述了控制系统的软硬件结构及实现,经运行测试表明,该制氧机控制系统性能可靠,性价比高,操作方便,真正实现了控制的智能化和数字化.     

一种高密度磁场电磁搅拌电源的容错方法

提出了一种高密度磁场电磁搅拌系统电源的容错拓扑结构及其容错控制策略,以提高系统的可靠性和稳定性。首先分析了所提高密度磁场电磁搅拌系统的原理。其次分别对电磁搅拌电源的前级三相整流器和后级两相正交逆变器进行了容错拓扑结构的设计,容错空间大,从结构上提高电磁搅拌电源的可靠性。并提出了脉冲重置方法,结合前后级各自的控制方法,形成容错控制策略,使得容错电磁搅拌电源在故障前后不需转换控制算法,从控制算法上提高电磁搅拌电源的可靠性。通过仿真和实验验证了所提容错电磁搅拌电源拓扑及其容错控制策略的正确性。