交直流配网混合式接口变流器及其控制策略研究

交直流接口变流器是在当前交流配电网下构建直流供电系统的关键设备之一。传统的交直流接口变流器通常工作在较低的开关频率以降低大功率运行时的损耗,但同时会导致变流器对直流侧电压控制性能下降,直流电网的电能质量难以保障。由于直流电网的阻抗会随其结构的改变而变化,直流电网电能质量的控制变得更加复杂。为解决传统交直流接口变流器效率与控制性能的矛盾,本文采用了一种前后两级级联的拓扑方案,将传统交直流接口变流器作为整流级,增加了由超级电容构建的功率缓冲级,提出了一种两级协调的控制方法,可在保证接口变流器效率的前提下,提高变流器的控制性能。功率缓冲级同时可实现直流电网电能质量的集中治理,提高交直流接口变流器对直流电网电能质量的控制能力。此外,还探讨了功率缓冲级中超级电容的设计与控制。仿真结果验证了所提方案的可行性与优越性。     

基于干扰观测器的储能反步控制

当直流侧电压波动较大时,基于反步法设计的储能变流器无法依靠自身的鲁棒性平抑功率和直流电压波动。文章提出了一种基于干扰观测器的储能变流器反步控制算法,可提升控制器抗干扰的性能,有效抑制直流电压波动。首先建立双级式储能变流器数学模型并分析其工作原理;然后采用基于干扰观测器的反步法设计了储能变流器的控制器;最后,在Matlab/Simulink中进行仿真,验证了基于干扰观测器的反步法控制具有更好的鲁棒性和动态响应性能。     

交错并联双管反激DC/DC变流器系统设计与实现

针对传统反激电路的一些不足,将交错并联技术用于双管反激电路中,具有工作频率高,输出纹波小,功率等级高等优点。本文分析了两路交错并联双管反激变流器的工作模式,采用开关平均法建立了电流断续模式(DCM)下的变流器小信号模型。详细论述了采用电流峰值控制和光耦隔离系统时,其反馈补偿回路的设计方法。最后通过一台100W实验样机,验证了工作模式分析和参数设计的正确性。     

适用于电压型变流器的新型间接电流控制方法

为了克服变流器传统的相位幅值控制方法的不足,更加可靠、有效地实现功率因数校正,改善电流波形,推导出一种只需检测直流输出电压便可适用于电压源型双向脉宽调制PWM变流器的新型控制方法。该方法依据传统的相位幅值控制原理,对PWM整流器输入电流进行开环控制,开关机理清晰,控制简单,所需成本低,有一定的实用价值。系统仿真和实验验证了该方法的有效性。     

电池储能应用于10 kV配电网解决低电压问题的方案研究

配电网10 kV线路低电压出现的主要原因是配网线路长和负载重.传统的无功补偿负载重,导致低电压情况下效果有限,而重建线路成本较高、建设周期长且施工难度大.本文具体剖析了10 kV配网线路发生低电压的机理,提出了一种应用于10 kV配电网解决线路低电压问题的电池储能方案.考虑放电深度和效率,方案采用磷酸铁锂电池,基于电池...     

高速动车组牵引变流器的压力特性及温升计算

为分析高速动车组运行过程中列车表面压力对牵引变流器进出风口的影响以及牵引变流器的冷却散热效果,首先建立列车明线运行的空气动力学模型,通过数值模拟得到高速动车组以速度350 km/h明线运行时的压力分布特性,结果表明牵引变流器的进出风口均为负压,出风口与进风口平均压差值为负值,这有利于牵引变流器的通风散热;然后根据牵引变流器的结构特点分别建立了液冷子系统和风冷子系统的仿真模型,得到主逆变组件、整流组件和辅助逆变组件的绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor, IGBT)元件温升,以及变压器、电抗器等电气部件的温升;最后通过温升试验验证仿真计算结果的准确性和牵引变流器的散热效果。牵引变流器的压力特性及温升计算,对于高速动车组的开发研制具有一定意义。     

交流牵引电机型式试验平台的研究

现阶段我国轨道交通建筑已经开始大范围应用交流传动技术,对于交流传动设计工作来说,试验验证技术是一个十分重要的攻关环节.因此,本次研究专门设计了一套互馈式交流传动试验系统,该系统可以在实验室中对整套传动系统进行模拟,并在整个功率范围内针对系统组合和各个部件进行试验.     

基于功率循环的动车组高级修IGBT模块剩余寿命研究

绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）模块是牵引变流器系统中最为薄弱的环节之一,其准确的寿命和可靠性评估对保障牵引变流器系统安全运行尤为重要。文章根据动车组全寿命周期评估需求,针对牵引变流器关键部件IGBT模块的高级修样品开展寿命研究。其首先研究了热应力对模块寿命消耗的影响,开展了IGBT模块功率循环试验;然后,结合试验结果,研究了在长期交变温度作用下热应力对IGBT模块寿命消耗的影响,分析了IGBT模块性能参数劣化趋势,并提供模型的建模数据;最后,推导了变流器中IGBT模块劣化表征与IGBT模块寿命的数学关系,并建立了IGBT模块寿命预测模型。文章通过试验获取了IGBT剩余寿命信息,对IGBT模块的剩余寿命进行评估,根据寿命特征分析手段找出了IGBT失效机理,从而为检修项点的完善和维修决策的制定提供了依据。     

兆瓦级风电变流器控制系统的设计

介绍了风电变流器控制系统的发展现状,在此基础上设计了兆瓦级风电变流器控制系统.分析了这一兆瓦级风电变流器控制系统的硬件组成和软件功能.     

基于动态特性对称补偿的并网变流器稳定控制方法

并网变流器矢量控制结构是非对称的,因此会带来稳定性问题.在建立复矢量阻抗模型的基础上,针对锁相环对q轴动态特性的影响,提出了采用q轴前馈和d轴补偿控制方法来减小锁相环的不对称影响.同样,由于直流电压控制主要影响d轴电流参考,提出了一种d轴前馈和q轴补偿的方法来改善直流电压控制器引入的不对称动态特性.考虑到所提出的对称控...