基于自抗扰解耦的电力电子牵引变压器整流级直接功率控制

【目的】为改善电力电子牵引变压器（PETT）整流级在传统dq电流解耦双闭环控制下抗干扰能力差、对参数变化敏感、谐波含量高等问题。【方法】通过对直接功率控制（DPC）的解耦方式进行改进,提出了一种无需系统角频率和电感参数基于自抗扰控制（ADRC）的功率解耦控制器。最后,在Matlab/Simulink中搭建模型进行不同工况的仿真分析。【结果】仿真结果表明新型控制策略较传统控制策略网侧电流THD值减少5.38%,等效电感突变时电压跌落值减少48 V,电压频率偏移时电压跌落值减少14 V,新型控制策略在负载突变和负载不平衡工况下具有较好的平衡控制效果。【结论】该控制器通过解耦实现了有功功率和无功功率精确且独立的控制。仿真结果验证了所提控制策略的合理性与有效性。     

模块化多电平换流器无锁相环的环流抑制控制策略

模块化多电平换流器(MMC)由于自身结构的特点使得三相桥臂存在相间环流,环流的存在使得三相桥臂电流产生谐波,从而导致系统成本增加,损耗增大。通过分析MMC的基本原理和对MMC控制系统数学模型的推导,设计了一种无锁相环结构的MMC控制系统,该系统既满足了MMC主控制电路设计需求,也能够运用于MMC环流抑制控制器的设计。这种无锁相环结构控制系统的设计,有效地减少了系统的参数选取,同时实现系统有功、无功的独立解耦控制。通过仿真分析,证明了设计的环流抑制控制器的有效性,为MMC系统的稳定运行提供了一种新的思路。     

MMC变流器新型滑模控制器设计

模块化多电平换流器的控制器是在d-q旋转坐标系中建立电压外环和电流内环的双闭环PI控制系统,滑模控制策略由于其脉冲生成方式的独特性而没有应用于模块化多电平换流器的控制领域。在深入研究两种控制策略的基础上,提出一种新型滑模控制系统,该控制系统减少一个电压外环PI调节环节,简化系统的参数调节过程,提高系统的自适应性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证了该控制系统的可行性和优越性。     

模块组合型多电平变换器的控制策略

对模块组合型多电平变换器（MMC）的脉冲调制策略和电压控制策略进行了理论分析和实验研究,建立了MMC系统的数学模型,在此基础上提出一种适用于MMC特点的载波移相SPWM控制策略和电压控制策略,无需额外的硬件电路,即可实现对MMC功率单元直流电容电压良好的稳压和均衡控制效果.通过一台三电平MMC实验样机的实验结果,分析了其稳态和静态工作特性,验证了控制策略的有效性.     

基于双闭环PI控制的电动车桥驱动控制系统建模与仿真

针对电动车桥中电机控制系统开发困难的问题,提出了一种基于转速环、电流环双闭环PI控制的电动车桥驱动控制策略。以电动车桥的核心驱动部件——永磁无刷直流电机为研究对象,利用软件Matlab/Simulink建立基于双闭环PI控制的仿真控制系统,并在此基础上以单片机STM8S105S4为中央处理器开发了电动车桥驱动控制系统。试验测得稳定转速与目标转速相接近,说明采用的控制策略的可行性。     

基于反激变换器的电池均衡系统双闭环控制器仿真设计

设计了一种基于反激变换器的电池均衡系统双闭环控制器。首先分析了反激变换器的工作模式,然后采用开关器件平均模型法建立了小信号模型,在此基础上设计了电流内环和电压外环的PI调节器参数。最后在Matlab/Simulink环境下搭建了双闭环控制系统的仿真模型,通过对比论证,验证了该方法具有一定的优越性。     

双馈风机网侧变流器直接功率控制研究

针对目前双馈感应风力发电机(DFIG)采用背靠背结构通过网侧变流器与电网相连,提出了一种采用直接功率控制方案,直接功率控制(DPC)仅需要测量交流侧的电压与电流,计算出瞬时有功功率,无功功率。与参考的有功功率,无功功率进行比较来控制网侧变流器。该方法能对直流侧电压有良好的控制,同时能保证网侧变流器接近单位功率因数运行。     

基于内模控制的PMSM双闭环调速系统控制器设计与仿真

为提高永磁同步电机双闭环调速系统响应速度与抗干扰性,给出一种依据内模控制及有功阻尼概念的PMSM双闭环调速系统控制器设计方法.通过建模分析对PI+前馈解耦电流环控制器进行优化,依据内模原理设计出带有箝位积分法抗击分饱和的电流内环解耦控制器.在此基础上,构造有功阻尼代替自然阻尼,利用转速环频带带宽对PI调节器参数进行整定.通过计算机仿真验证,对比传统FOC控制下的调速系统,使用本文所设计的控制器可提升系统响应速度,降低系统超调量,仿真结果表明该方法的有效性.     

电流型变参数蔡氏电路

提出了一种电流型变参数的蔡氏电路。首先用ＯＴＡ（电流型跨导运算放大器）实现了仿真接地电感和分段线性电阻的综合。之后，用ＯＴＡ综合了电流型变参数蔡氏电路，并计算了该电路的Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数，做出了功率谱及Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面图。最后，通过实验探讨了系统进入混沌的道路。     

直接功率控制在三相光伏并网系统中的研究

逆变器的控制在光伏并网系统中起着核心的作用,在三相光伏并网系统的基础上对并网逆变器提出了一种直接功率控制的方案。直接功率控制(DPC)仅需要测量交流侧的电压与电流,通过坐标转换,计算出瞬时有功功率与无功功率,得到的结果分别与PI调节得到的参考有功功率以及给定无功功率进行比较,经过滞环比较器,开关表等环节来控制并网变流器。Matlab/Simulink仿真结果表明,并网逆变器直接功率控制方法简单,并网功率因数接近于1,电流谐波小,具有良好的动态和稳态性能。     

基于双闭环控制的三相PWM整流充电技术研究

随着环境污染和资源短缺问题日趋严重,电动汽车的研究备受人们的关注。而研究电动汽车中蓄电池充电装置及充电技术对于推动电动汽车产业发展具有一定的意义。传统的充电装置通常采用三相不可控整流器和DC-DC变换器组成,此类充电装置使得网侧谐波电流大且变换效率低。本文采用双闭环控制的三相PWM（脉宽调制）整流器作为充电装置,其中电流内环可提高网侧功率因素,电压外环可稳定输出的直流电压。为缩短蓄电池充电时间,电压外环参考电压设置为蓄电池浮充电压,使得充电电流的变化符合其充电接收曲线。最后在MATLAB／SIMULINK中搭建仿真模型,验证该控制策略的可行性。     

基于LCL滤波器的单相光伏并网三环控制策略

引入LCL滤波器代替L型和LC型滤波器。分析了有源阻尼算法,针对在光照过强的条件下由于输入功率和输出功率不匹配出现的直流母线过电压现象,提出直流母线电压环、电网电流环、电容电流环三环控制策略,稳定直流母线电压。搭建了单相光伏并网控制系统模型,详细分析了所设计的控制策略,仿真结果表明,采用新型控制策略能有效控制直流母线电压,改善入网电流品质,提高系统的稳定性。     

CPS-SPWM在模块组合多电平变换器中的应用

模块组合多电平变换器（MMC）是一种新的拓扑结构,MMC的输出波形为多电平,有效降低了开关器件的物理开关频率和开关损耗;MMC所特有的模块化结构使其设计灵活,利于普及．本文分析了MMC的结构和工作原理,研究了载波移相脉宽调制技术（CarrierPhase—ShiftedSPWM,CPS-SPWM）在MMC中的应用特点,在此基础上提出了CPS-SPWM在MMC中的具体实现方法,仿真结果表明基于CPS-SPWM的MMC具有较大的传输带宽和较高的等效开关频率,有效抑制和消除了低次谐波,CPS-SPWM是一种适合于MMC的调制技术．     

基于指数平滑法的平抑风电功率波动储能控制策略

随着风电并网渗透率不断提高,风电并网的功率波动对电网产生的不利影响逐渐显现.本文将储能系统（ESS）用于抑制风电发电系统的功率波动性.同时考虑ESS荷电状态（SOC）和风电功率波动率的情况下设计了一种基于指数平滑法（ES）的平抑风电功率波动的储能控制策略方法.算例结果验证了该控制策略的正确性和有效性.     

直驱永磁风电系统PWM变流器的非线性控制研究

为分析直驱永磁风电系统在小扰动下的稳态性能和动态特性,建立了以PWM变流器为控制目标的数学模型,通过对PWM导通情况的调节来实现对直驱永磁风电系统输出的控制,设计了非线性控制策略。Matlab/Simulink 的仿真结果表明该控制策略能增强系统的稳定性控制性能,保证系统在较大的风速变化范围内实现功率地有效调节,并能较好的实现风电系统在小扰动状况下的稳定。     

基于非隔离型Weinberg变换器多模块并联系统的建模与控制环路设计

针对卫星电源对于均流精度及电路可靠性要求高的特点,本文提出了改进型峰值电流控制策略,即在传统峰值电流控制的基础上增加了平均电流控制,以提高均流精度和电路可靠性.本文以非隔离型Weinberg变换器的三模块并联系统为例,根据参数指标的要求,进行系统小信号建模及控制环路设计.最后制作1 200 W实验样机,验证控制环路设计的合理性及改进型峰值电流控制方案的优越性.该控制策略适用于对均流精度及集成度要求很高的系统级场合.     

三端口双向直流变换器的负序平衡应用

基于三端口双向直流变换器能实现各端口之间有功能量自由传输的特点,提出了其在负序电流平衡方面的新型应用方法及电路拓扑．该方法克服了传统负序电流平衡方法不能实现三相桥臂之间有功能量交换的问题,能有效改善三相电网的不平衡问题．本文对三端口双向直流变换器工作原理、负序电流平衡方法,以及基于该方法的负序平衡系统容量关系进行了详细分析,提出了系统控制策略．通过仿真验证了三端口双向直流变换器负序平衡应用的可行性及系统控制策略的有效性．在合适的控制策略下,本拓扑能同时实现包括负序、无功和谐波电流在内的综合补偿．     

兆瓦级直驱型风力发电系统的效率优化分析

针对兆瓦级永磁直驱风力发电系统,对变流器和发电机效率进行了优化分析.分别建立了中点嵌位式三电平变流器的损耗模型和包括铁损在内的电机损耗模型,通过分析给定转矩下直轴电流与损耗的关系,得到变流器效率最优和发电机效率最优的直轴电流解析式,进而求出永磁同步发电系统整机效率最优解.通过仿真和2MW三电平背靠背永磁直驱风电变流器的实验样机表明,在不同转矩工作区域内,即可以分别实现变流器效率或发电机效率的最优控制,并能提高发电系统整体效率.