用脉冲整流器实现的电子模拟功率负载

对采用电压型脉冲整流器实现的电能反馈型电子模拟功率负载进行了设计研究,控制系统采用了性能优良的专门应用于实时控制领域的数字信号处理器TMS320F240,优良的控制方法使得所研制的功率负载在实现电能的再生并网时功率因数趋近于1．0,且电压和电流谐波满足1EEE－519标准。实验结果证实该方案能很好地解决直流电源出厂试验问题。     

电-氢多能互补型微电网的VSG平衡电流控制方法

多能互补型微电网将具有互补性的多种能源集中于同一并网系统,可有效提高微电网的能源利用效率及供电可靠性. 虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）技术,实现分布式电源的友好并网. 然而,在非理想运行情况下,当电网电压出现不平衡时,传统的VSG控制不具备抑制负序电流的能力,将导致微电网三相并网电流不平衡,因此提出一种基于电-氢多能互补型微电网的VSG平衡电流控制方法. 本文搭建了包含光伏及储能系统的电能系统模型,和包含电解槽-氢储能-燃料电池系统的氢能系统模型;分析了VSG的基本原理,通过VSG并网小信号模型的分析,对控制参数进行了设计,提高了系统的稳定裕度;定量分析了不平衡电流的产生原因,通过改进dq坐标系下电流指令计算方法,抑制了负序电流,保证电-氢多能互补型微电网的电能质量. 最后仿真验证了多能互补微电网能量管理策略的有效性,仿真结果证明VSG平衡电流控制方法能在电压不平衡情况下实现并网电流三相平衡,最终将冲击电流由52 A抑制至27 A,并显著减小了功率波动.      

牵引负载电能计量方式研究

为了研究牵引负荷产生的负序对电能计量的影响，在建立牵引供电系统及电力系统三相模型的基础上，分析了牵引供电系统负序功率潮流，阐述了牵引负载采用传统功率理论定义下的功率因数计量方式存在的问题，基于IEEE Std 1459-2010功率理论所推荐的等效视在功率及功率因数定义，提出不平衡牵引负载功率因数计量方案，并将有效功率因数限值取为0.68. 理论分析及实测数据均表明:牵引负荷负序有功功率与正序有功功率方向相反，牵引负荷作为负序源向系统注入负序功率，被系统阻抗和对称负载吸收. 通过仿真与56组实测数据统计分析并验证本文算法的有效性和结论的正确性，实测数据统计结果表明，等效视在功率及等效功率因数能计及不平衡牵引负载对线路传输效率的影响，计量更合理准确.      

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究

光伏并网发电系统是光伏系统发展的趋势．根据光伏阵列的特性，设计了一套新型的能实现最大功率跟踪的光伏并网逆变器．逆变器由DDDC和DDAC两个部分组成并通过Dclink相连接，控制部分采用基于DSP(TMS320F240)控制的最大功率跟踪和电流跟踪控制策略，实现了与网压同步的正弦电流输出，逆变器效率为0.78，功率因数为0.97，输出电流的基波分量占电流总量的99．6％．     

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。     

一种Boost型APFC控制芯片的设计与实现

为抑制谐波对公共电网的污染、提高电能利用率,针对中小功率电器功率因数校正的需要,设计了一种基于Boost型拓扑结构的有源功率因数校正控制芯片.该芯片采用临界导通模式控制,加入总谐波失真优化电路,解决了输入电流过零处的交越失真问题.设计了带双模式过压检测的电压反馈电路,实现了对整个系统的快速瞬态响应和异常保护.整个电路采用CSMC 0.5 μm BCD工艺设计,芯片面积仅1.36 mm2.基于该芯片,设计了80 W功率因数校正电路.测试结果表明:在220 V交流输入、满负载条件下,电流THD(总谐波失真)为3.1%,功率因数达0.997,效率为96.8%,表明该芯片很好地实现了功率因数校正功能.      

三相交流电路中瞬时功率的分析和研究

基于瞬时无功功率理论分析了α-β坐标中的功率成分和三相电路中各相功率间的关系．为检测谐波电流和无功电流提供了研究的方法．     

三相交流电路中瞬时功率的分析和研究

基于瞬时无功功率理论分析了α-β坐标系中的功率成分和三相电路中各相功率间的关系．为检测谐波电流和无功电流提供了研究的基础．     

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。     

降压型直流开关稳压电源的设计

本降压型直流开关稳压电源以LM5117芯片和CSD18532KCS MOS场效应管为核心器件,实现了DC-DC变换功能,并以STM32f103zet6单片机作为主控制芯片,实现了过流保护控制、电阻负载识别以及实时显示输出电压、电流和功率等功能。该电路结构简单、输出电压稳定,直流转换效率高,能在直流转换场合得到广泛应用。     

一种高精度测量交流系统功率的方案

提出了一种采用现场可编程门阵列(简称FPGA)实现交流系统功率测量的方法．FPGA中采用离散数学的方法实现DSP算法用于交流系统的功率测量，由于FPGA具有较高的分辨率和较好的性能，使功率测量精度不再受传统处理机的分辨率所限，测量的精度得到提高．文中采用硬件高精度的方法实现数字积分功能，克服了由于电压电流的波形偏离正弦波所带来的测量误差，为交流系统功率测量提供了一个高精度、快速的测量方案．     

脉冲序列Buck变换器的控制规律及特性

研究了开关DC-DC变换器电压型和电流型脉冲序列控制的特点和实现方式,分析和对比了脉冲序列控制Buck变换器的稳态工作特性、控制规律和启动特性.理论分析、仿真和实验结果表明:电压型和电流型脉冲序列控制变换器在负载变化时控制规律基本相同,即负载增大时控制器产生较多的高能量脉冲.当输入电压升高时,电压型和电流型脉冲序列控制器分别产生较多的低能量脉冲和高能量脉冲.与电压型相比,电流型脉冲序列控制变换器具有更平稳的启动特性.     

功率四边形、电流四边形和导纳四边形及应用

为解决功率三角形不能解决的一些问题，例如求含谐波电流的非正弦电路的电气参数问题，根据电工理论提出了由视在功率S、有功功率P、无功功率Q和畸变功率N构成的功率四边形．功率四边形也可看成是由基波功率三角形和谐波功率三角形组成的．由功率四边形进一步确立了非正弦交流电路中的电流四边形和导纳四边形，以及它们和功率四边形的相似关系．以现场实测数据为例，利用四边形理论计算了非正弦交流电路中的畸变功率、谐波畸变角、总谐波电流、畸变导纳、谐波导纳等参数．     

考虑阻感性负载IPT系统的动态补偿技术

针对整流性负载呈现出阻感特性引起感应电能传输（IPT）系统失谐,为了保持谐振频率,提出一种基于实测负载阻抗的动态补偿技术.该技术利用短时傅立叶变换得到负载的电流电压相量并计算出负载的感抗,通过动态调整电容阵列静态开关的方法改变其容值,达到补偿负载感抗目的.在阻感负载情况下,分别对浮频调谐控制方法以及动态电容阵列补偿方法进行实验比较,结果表明:相对浮频调谐控制方法,当负载为100和50 Ω时,本动态调谐方法传输的有功功率提高了12.1%和7.3%,且能保持初级谐振电路频率稳定,开关器件工作在软开关状态.      

直流控制策略及对电网稳定性的影响

分析了直流控制策略及其在电网中的应用,比较了定电流控制和定功率控制的原理及实现．以南方电网高肇直流输电系统为例,设计了不同传递函数的电流控制器．用仿真程序研究了相同条件下定电流控制和定功率控制对电网稳定性的影响、电流控制器的动态响应以及直流调制的作用．研究结果表明,如参数选择得当,定电流和定功率控制方式下的系统稳定水平相当;采用PI控制器构成的电流控制器超调量小,响应迅速,调节性能好;直流调制可以增加交流系统的阻尼,提高电网稳定性．     

舰船电力系统转换供电重合闸的研究

针对影响舰船电力系统供电连续性的转换供电重合闸问题进行了研究。依据舰船电力系统典型支路中电源(同步发电机)及负载(以感应电动机为主)的运行状况。建立同步发电机-感应电动机系统的运行-故障-重合闸数学模型．在此基础上进行计算机仿真和实机试验，并对感应电动机转换供电重合闸时间、重合闸相位及负载情况等对冲击电流的影响作了分析研究．     

电-氢孤岛直流微电网的分层能量管理

为了实现电-氢混合储能微电网的控制与运行,提出一种该类孤岛直流微电网的全天候能量管理方法,在满足负载需求功率、控制母线电压的基础上,将微网多余电能向化学能及氢能转化,且将储存的能量通过燃料电池及蓄电池适时运用于微网功率缺额的情况;通过对各电源、负载设备DC/DC变换器控制以及管理层的协调控制,实现了该系统的能量管理;基于MATLAB/Simulink软件平台,验证了该文能量管理方法的有效性. 研究结果表明:电-氢微电网在运行过程中母线电压波动幅度小于0.33%,远小于5.00%的运行要求;锂电池等效荷电状态及储氢罐等效荷电状态初末值变化幅度分别为4.0%和0.2%,储能系统运行稳定;该能量管理方法能够在保持电-氢系统稳定运行的前提下,无需外界提供额外能量即可确保该系统的全天候正常运行.      

变频调速异步电动机的转差率

以异步电动机机械特性曲线为基础，分析了变频调速异步电动机在拖动恒转矩负载、恒最大转矩负载、变转矩（非风机和泵类）负载、恒功率负载以及风机和泵类负载时，转差率随频率变化的规律．给出了在不同性质的负载和频率条件下，电动机的转差率和转速的计算公式．研究表明，变频调速电动机的转差率随频率的变化而变化．本研究的结论否定了变频调速电动机转差率不变的观点．     

基于差分方程的空间矢量调制在APF中的应用

将空间矢量调制技术应用于有源电力滤波器的电流控制．用差分方程将APF的电流控制转换为对功率电路输出电压的控制,以有效地降低系统方程求解的复杂程度,并综合考虑电源电压及滤波电感等参数的影响,以提高系统控制的精度．仿真和实验结果表明,采用所提出的方法,当负载突变时,系统具有良好的动态响应特性．     

基于低通滤波补偿积分器的直驱型永磁风力发电机无位置传感器控制

针对永磁直驱风力发电机的特点,本文采用一种基于低通滤波补偿积分器的无位置传感器零d轴电流控制技术．在论述该控制技术实现原理的基础上,深入分析了低通滤波补偿积分器特点,最后通过仿真和小功率直驱型永磁风力发电实验平台,验证了其有效性．结果表明,该方法具有较好的稳态与转矩动态响应性能,且工程实现较为简单．