基于电力线通信的逆变器并联系统同步控制方法

提出了一种基于电力线载波通信(power line commun- ication,PLC)技术的逆变器并联系统输出同步控制方法,应用于实现硬件无互连线方式的逆变电源并联系统。各并联模块之间通过PLC方式交换各自电压基准正弦信号的频率和相位信息,调节并保持输出电压同频、同相,在此基础上再实现逆变器模块输出均流。研究了同步控制原理,提出了同步调节控制算法,设计了基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的软硬件实现。理论分析和实验结果证实了控制策略的有效性和可行性。     

适用于中小河流受损岸坡修复的楔形丁坝群水力特性初探

河道内流动控制结构物作为一种主动防护型的护岸型式,以其特有的生态效益,伴随着河流治理理念由渠化向河流再自然化的回归,日益成为新的研究热点。在归纳总结国内外常见河道内流动控制结构物分类和作用特性的基础上,选取逆水流方向布置的楔形丁坝为研究对象,采用三维数值模拟方法对布置楔形丁坝群前后193°强弯曲水槽内的三维水力特性进行对比分析,初步分析弯曲水槽内楔形丁坝群的作用机制和挑流效果。研究结果表明:楔形丁坝群主要通过调整弯道内的二次流结构,达到将高流速水流挑离凹岸、避免岸坡遭受冲蚀的目的;楔形丁坝群布置会造成弯道内水位雍高,高流速水流向凸岸一侧偏移,其雍水高度和偏移程度与楔形丁坝群的布置方式密切相关。研究成果对于河流生态修复领域生态水工结构物相关研究的开展与深化具有借鉴意义。     

永磁同步电机新型无传感器控制方法

为了提高永磁同步电机直接转矩控制系统抗干扰性,解决传统直接转矩控制中系统脉动大的问题,分析了永磁同步电机的数学模型,并设计了抗干扰性较强的定子磁链观测器。通过测量定子电压和电流,采用扩展卡尔曼滤波技术,估计转子位置和定子磁链,并提出扩展卡尔曼滤波中协方差矩阵参数的设计方案。最后,对该方法进行仿真和实验。结果表明,卡尔曼滤波观测器在准确估计转子位置和定子磁链的同时,能有效降低系统脉动。     

准单级功率变换的高效单相三端口功率因数校正变换器

由于Boost型功率因数校正(PFC)变换器输出电压必须高于交流电压峰值,因此当负载电压较低时,其需要级联直流/直流(DC/DC)变换器,不利于系统效率提高。以优化PFC变换器随电网电压变化的瞬时效率、进而提升整体效率为目标,研究了一种单相三端口PFC变换器。通过将传统三电平Boost变换器的低压侧分压电容直接用作负载输出端口,并构造出一个高压端口,可以实现交流输入侧和直流负载侧之间的准单级功率变换,有效减小了系统中功率变换的级数,从而实现PFC变换器整体效率的提升。此外,准单级功率变换的特性还有利于减小后级DC/DC变换器的电压电流应力和功率损耗,进一步提高交流/直流(AC/DC)变换器的整体效率。文中详细分析了三端口PFC变换器的工作原理和控制策略,建立了损耗分析模型并进行了仿真验证。最后,利用2kW实验样机验证了所研究变换器在改善系统效率方面的有效性。     

谐波畸变电网下的单相同步旋转坐标系锁相环

锁相环技术是并网变流器的核心技术之一。针对传统单相同步旋转坐标系锁相环在畸变电网下锁相精度差的问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)的高精度锁相环技术。基于DFT的锁相技术的核心问题是如何准确获取电网频率,将DFT和单相同步旋转坐标系锁相环相结合,利用DFT的优异选择性滤波性能和相角变换性质,从畸变电网信号中准确提取基波和生成虚拟正交信号,在同步旋转坐标系提取电网频率,实现DFT的频率自适应,最终无静差、高精度跟踪电网相位。仿真和实验结果表明,所提出的锁相环对电网电压的畸变谐波、直流偏置误差和电网频率脉动等有很好的适应性,在各种电网条件下,均能准确地跟踪电网电压相位,验证了该锁相方法的有效性和优越性。     

一种低成本大容量实时仿真系统设计

大功率复杂电力电子装置通常需要实时仿真系统来加速装置开发和功能验证。而商业化电力电子实时仿真系统均由国外公司垄断,价格昂贵,系统升级维护费用高。为此提出一种低成本实时仿真系统实现架构,以多片现场可编程门阵列(FPGA)作为并行核心运算单元,有效增加仿真容量和缩短仿真步长。基于该架构自主开发了实时仿真平台,并采用硬件描述语言构建10 kV 12级联H桥STATCOM电路仿真模型进行系统半实物仿真验证。仿真实验结果表明,实时仿真步长可以达到2μs,实时仿真波形与Matlab仿真波形基本一致。     

UPS应用与选型若干问题的探讨——装设输出变压器利于改善输出侧供电可靠性和EMI

UPS作为保证电子信息系统、工业控制系统供电安全的重要设备,是目前应用最广泛的备用电源产品。UPS的高频化趋势一直是UPS领域一个备受争议的话题。随着高频UPS产品的大量生产和广泛应用,输出隔离变压器的设置、取消输出变压器是否影响高频UPS的性能以及高频UPS输出是否需要加装输出变压器等成为UPS供电系统设计人员需要面对的问题。其次,直流UPS作为一种与传统交流UPS输出方式互补的新型UPS产品,与交流UPS相比具有结构简化、效率高及成本低的优点,但其大规模应用还面临一定的问题。此外,电力专用UPS、石化专用UPS等工业专用UPS的性能特点也是工业用户想要了解的一个内容。本期栏目将邀请五位UPS电源领域的专家和UPS厂商技术人员针对上述话题以及UPS选型问题进行讨论、交流,同时欢迎感兴趣的读者能积极参与。     

理想电网条件下可再生能源发电三电平并网逆变器

在可再生能源发电系统中,并网逆变器是实现电能馈送电网的重要环节.文中研究了二板管钳位型三电平逆变器及其并网运行控制策略.建立了并网逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型;分析了并网模式下电压、电流的矢量关系;采用基于d-q坐标系的矢量控制策略及并网电流跟踪控制,实现了以单位功率因数馈送电能;分析了逆变器直流侧电容不均压的原因,提出了一种基于模糊控制的中点均压策略.仿真和实验结果验证了其有效性.     

180°弯曲水槽内床面冲淤演化过程数值模拟

为准确掌握180°弯曲水槽内床面冲淤特征及其演化过程,采用基于非结构化三角形网格的三维流动和地形冲淤数值模型对180°弯曲水槽内床面的冲淤演化过程进行复演。运用标准k-ε紊流模型和显式2步投影方法求解RANS方程,推移质输沙率选取VanRijn输沙公式计算,对于二次流强度较强、横向坡度对输沙方向影响较大的强弯曲水槽,采用方便实用的Engelund方法计算横向底坡所引起的输沙方向的偏移,同时对河床变形所引起的河床临界起动切应力变化进行修正及对流动和地形冲淤相同时间步模拟非恒定的河床冲淤演化过程。与试验测量结果对比显示数值模型对强弯曲水槽冲淤特征有较好的模拟效果;Engelund方法对计算输沙方向偏移角度具有明显的改进;模型同样也具备复演内床面非恒定冲淤演化过程的能力。     

应用在UPS中的耦合电感型Boost电路分析

研究了耦合电感式Boost电路的峰值电流控制策略,给出了主功率电路的平均模型,并在此基础上推导出控制到输出的传递函数,为设计校正补偿网络提供了理论依据.将这一电路应用于中小型不问断电源(Uninterrupted Power Supply,简称UPS)中.给蓄电池升压,为UPS中逆变电路提供输入电压,可以减小UPS的整机体积和重量.仿真和实验证明了分析的正确性和该电路的实用性.