具有低次谐波电流抑制能力的网侧牵引变流器算法研究

为了抑制由牵引网谐波电压和直流侧脉动电压引起的单相PWM整流器网侧低次谐波电流,提出陷波器和比例谐振控制相结合的控制算法。电压外环中后置N次陷波器,讨论了陷波器的设计和离散方法,消除直流侧脉动电压的影响。电流内环采用具有抗电网频率波动和相角补偿的比例谐振控制器,通过根轨迹法设计基频比例谐振控制器的参数,根据幅频特性设计谐波谐振控制器,分析电流内环对交流信号的控制能力。仿真验证了该算法正确性和可行性。     

基于三重化DC／DC变换器的光伏直流微网控制研究

以带有蓄电池单元的独立光伏发电直流微网为研究对象,采用一种三重化DC／DC模块作为接口变换器,提出电压外环、电流内环的双闭环来控制接口变换器。仿真与实验结果表明,三重化DC／DC模块能有效地减小电流纹渡和电流谐波,实现光伏阵列最大功率点的跟踪以及蓄电池单元能量双向流动,稳定了直流母线电压。     

基于Buck-Boost变换方式的逆变器

提出了一种基于Buck-Boost变换方式的逆变器。它能实现输出电压高于输入侧直流电压,克服在传统桥式逆变器拓扑中输出电压低于输入侧直流电压而造成的直流电压利用率低的问题。通过改变一个周期内的占空比,以改变单个双向Buck-Boost变换器的输出电压。两个相位相差180°的双向Buck-Boost变换器的输出电压相减即可得到较为理想的单相正弦波;三个相位相互相差120°的双向Buck-Boost变换器可实现三相逆变。可采用SPWM控制功率管的关闭与导通,控制方式采用外环电压环内环电流环的双环控制。仿真结果验证了提出的正弦波逆变器的可行与有效。     

一种基于内环电感电流反馈的车载逆变电源控制策略研究

针对电压单环SPWM单相逆变电源在非线性负载条件下响应较慢的问题,提出了一种基于电感电流反馈的SPWM双闭环控制策略。该方法采用倍频调制技术,提高了逆变电源的等效开关频率,减少了滤波元件,同时通过采用输出电压解耦、负载电流前馈补偿及电压外环准比例谐振控制器等方法,减小了输出电压对内环的影响,增加了系统对负载电流扰动的抑制能力,实现了与基准正弦给定的零误差。通过仿真和试验,验证了该控制策略的可行性和有效性。     

基于N次陷波器和比例谐振控制的整流器谐波抑制算法研究

为了抑制网侧电流低次谐波,首先对其产生机理及分布规律进行了推导,并在此基础上给出了基于N次陷波滤波器以及带谐波补偿的比例谐振控制器的电压电流双闭环谐波抑制算法。基于N次陷波滤波器的电压外环控制能有效滤除直流侧电压的纹波而不影响控制系统的动态性能;基于谐波补偿比例谐振控制的电流内环控制能实现对交流信号的无稳态误差控制,并能有效抑制网侧电流的3、5、7次等低次谐波。最后分别基于Matlab仿真软件和d SPACE+TMS320F2812半实物实验平台进行了仿真和试验验证,结果均验证了本控制算法的正确性和有效性。     

CRH5动车组牵引脉冲整流器自适应优化控制方法研究

针对CRH5动车组牵引主回路脉冲整流器在牵引网压波动下的稳定性问题,提出一种基于自抗扰算法的参数自适应优化控制策略。在CRH5动车组牵引脉冲整流器现采用的dq双环控制结构基础上,针对电流内环采用最速综合fal函数实现控制响应及控制量大小随误差变化自适应调整,基于状态空间方程构建一阶线性自抗扰电压外环控制器以实现对系统扰动的观测及跟踪。由此改善控制器对外部扰动的估计及补偿能力,增强控制器对车网耦合特性变化的适应能力。通过Matlab/Simulink仿真对比分析了基于PID控制和基于参数自适应优化控制的dq电流控制器性能,仿真结果表明,基于参数自适应的dq电流优化控制策略下的整流器直流侧输出电压在启动过程中超调量更小,且在应对网压波动时输出电压波动恢复后的稳态误差小于指标值的1/6,抗干扰能力更强。为进一步验证该控制器应对网压低频振荡的抗扰动效果,在RT-LAB半实物实验平台上搭建动车组-牵引网级联耦合模型对比分析2种控制策略下的牵引网网压波形。结果表明：基于参数自适应的dq电流优化控制更能适应多列动车组同时接入而引发的扰动,抑制牵引网网压大幅度振荡;fal电流环的参数自适应特性能改善控...     

基于Lyapunov函数的MMC-RPC非线性控制策略

为综合治理牵引供电系统中的电能质量问题,以功率补偿向量图为基础,分析V/v牵引变压器左右两侧供电区间的功率关系,选取模块化多电平的铁路功率调节器(MMC-RPC)为研究对象,通过有功功率平衡、无功功率补偿和谐波功率反向注入等方式综合治理牵引供电系统中的负序、谐波等电能质量问题。在整个MMC-RPC控制系统中,为提高系统正常工作时内外部扰动下的鲁棒性,通过Lyapunov函数的非线性控制方法对MMC-RPC进行控制,外环采用定功率和定电压的控制策略,内环则采用基于Lyapunov函数的非线性控制策略;内环从稳定性角度出发,选取最优控制参数,保证供电臂上的线路参数在发生摄动或者负载切换时,系统仍能稳定可靠运行。在MATLAB/Simulink中搭建MMC-RPC仿真系统,模拟牵引网负载突变和线路参数摄动时,控制系统的动态调节和抗扰动能力,与传统双闭环PI控制策略效果相比,展现了该控制策略的可行性和有效性。     

机车油电混合动力系统的优化匹配

混合动力系统的配置参数将影响机车的全寿命周期成本，该参数是开发混合动力机车的关键。传统的双环优化匹配方法，虽然能够求解出优化的配置参数，但利用动态规划算法作为优化能量管理的内环，导致了优化计算的时间十分漫长。为了解决该问题，本文提出了一种快速的双环优化匹配方法。在外环，粒子群算法以减少全寿命周期成本为目标，优化配置参数。在内环，庞特里亚金极小值原理(Pontryagin’s minimum principle, PMP)以减少列车油耗、提高电池寿命为目标，针对外环优化过程中的每一种配置参数均优化其能量管理，并将优化结果反馈给外环。仿真表明，与传统的双环优化匹配方法相比，文章提出的快速双环优化匹配方法不仅能够获取与其相同的优化配置参数，而且计算速度得到了极大改进。     

单相高频链逆变器的一种控制方法

针对高频链逆变器正弦脉宽脉位调制(SPWPM)中周波变换器开关工作在高频时开关损耗较大的缺点,研究了一种新的周波变换器的控制方法。在功率因数接近1的应用场合,周波变换器开关只需要工作在输出电压频率,可有效减小变换器的开关损耗。基于单相推挽型高频链逆变器拓扑详细分析了相应的控制及其调制方法。结合这种周波变换器控制,研究了电压外环准比例谐振(PR)控制电感电流内环比例控制的双闭环控制策略。通过仿真和试验,证明了控制方案的可行性和有效性。     

电气化铁路同相供电试验系统模拟牵引负载方案研究

提出了基于双PWM变流器技术的交-直-交变流器的模拟牵引负载方案。交-直变流环节在电流滞环控制下,能够模拟出给定的牵引负载特性。直-交环节在电流内环电压外环控制下实现电容电压稳定,保证模拟负载两侧有功功率平衡,并将交-直环节吸收的能量,以接近单位功率因数回馈给三相电网,以节约电能。仿真验证了当以实测牵引负荷作为给定负荷时,该方案能够较好地实现对实测牵引负荷的模拟。