直流并联系统稳定性分析方法

本文通过介绍直流分布式供电系统的主体结构,引出在直流并网过程中DC/DC并联时电压稳定性问题,分析了基于主从均流模式和平均均流模式下的输出阻抗,通过仿真分析了并联系统的稳定性,不稳定系统在输出阻抗Bode图中存在RHP极点,最后通过实验验证了仿真的正确性。     

基于功率前馈补偿控制的BDFG励磁变换器控制策略研究

双PWM交直交型变换器适应于无刷双馈变速恒频电源系统,可以实现能量的双向流动。然而,随着发电机运行状态的改变,变换器功率流动方向会发生变化,这将会引起直流侧电压的波动,不利于整个系统的稳定运行。结合无刷双馈发电机的运行特点,在对网侧变换器传统电压电流双闭环控制的基础上,提出了基于无刷双馈电机机侧变换器功率补偿的控制策略,提高了直流侧电压的稳定性,并通过仿真进行验证。     

匹配中压直流电网的飞轮储能充放电切换特性仿真研究

为提高舰船功率容量及传输效率,采用中压直流配电的综合电力系统势在必行,由于舰船大功率负载频繁切换、高能武器投切、脉冲负载等的影响会对直流配电系统稳定性带来冲击性影响,故采用短时大功率飞轮储能系统并入电网对其进行功率调节与电压补偿以增强其稳定性。本文基于Matlab/Simulink平台建立了匹配中压直流电网的飞轮储能充放电并网仿真模型,探究飞轮储能充放电模式切换的动态特性及对直流电网电压稳定性的影响,结果表明大功率飞轮储能系统能够有效提高直流电网稳定性,抑制电压凹陷,并能够为后续飞轮储能充放电模式切换改进优化提供指导。     

舰船中压直流综合电力推进系统变频器控制方法

为了提高舰船中压直流综合电力推进系统变频器控制的精准度和稳定性,提出舰船中压直流综合电力推进系统变频器控制方法。通过母线电流中性特征,计算母线直流稳定电流系数与输出电压均值。根据构成的双控点电路的等效阻值与电压衰减系数及母线电压的回馈功率,得到母线两端的平衡电压系数、脉宽电压与其对应的功率值,依据变频器内部滤波抑制参量,发出谐波抑制信号,抑制补偿电流发生高频次谐信号,由此完成舰船中压直流综合电力推进系统变频器对电容电压平衡状态控制、定电压与定脉冲控制与高频次谐波抑制。实验结果表明,提出的舰船中压直流综合电力推进系统变频器控制方法精准性高、可行性强,能够显著提高舰船中压直流综合电力推进系统的稳定性。     

光伏微网并网逆变器下垂控制策略改进研究

传统下垂控制策略广泛应用于光伏微网并网逆变器控制,但是没有考虑在低压微网系统中由于线路阻抗比较大引起的功率耦合问题,以及多个微电源供电时系统功率分配不均衡问题。针对这些问题,本文在传统下垂控制基础上,应用坐标变换对有功功率与无功功率进行耦合控制,又通过在电压电流环之中加入虚拟动态阻抗环,提出一种基于电压-电流-阻抗三环控制的光伏微网并网逆变器控制策略。该策略随电压电流的波动而改变虚拟阻抗值,合理分配系统的有功和无功功率,在系统稳定时自动切除虚拟动态阻抗,减小系统的功率环流和线路的损耗,同时限制系统的电压降落,提高电网的电能质量。最后,仿真实验验证该改进控制策略的有效性和可行性。     

DC/DC级联系统电压稳定性分析

本文通过介绍新能源供电系统的主体结构,引出在直流并网过程中母线电压稳定性问题,建立了Boost电路和Buck电路的小信号模型,计算得到Boost电路的输出阻抗以及Buck电路的输入阻抗,画出该级联系统的阻抗Bode图和阻抗比Nyquist图。通过Middlebrook稳定性判据判断该系统的稳定性。     

变摩擦负载下舰炮伺服系统自抗扰控制研究

非线性、时变摩擦力是影响舰炮伺服系统低速稳定性的主要因素,为了克服摩擦力矩的不良影响,弥补传统控制策略的不足,提高伺服系统的控制性能。首先建立某型舰炮伺服系统的数学模型,并在LuGre摩擦模型的基础上引入摩擦系数来表达摩擦力的变化趋势;然后根据系统特性设计一种基于前馈补偿和模型参考线性自抗扰技术的复合器控制器,最后通过仿真实验对比分析该复合控制器和传统前馈PID控制器的控制效果。仿真结果表明,该控制器在不同的摩擦负载下均能有效避免爬行现象,与前馈PID控制效果相比启动误差减小70%以上,有效提高了系统的低速稳定性和控制精度。     

基于模糊 PID 的光电跟踪系统自适应前馈补偿控制*

为降低干扰力矩对光电跟踪系统精度的影响,提出了基于模糊 P ID的光电跟踪系统前馈补偿控制方法。首先,分析了按扰动前馈补偿的控制原理,提出了自适应前馈补偿方法;然后,对用直流力矩电机驱动的光电跟踪系统进行了建模;最后,为光电跟踪系统位置环设计了模糊PID控制器,并在此基础上设计了与之相匹配的自适应前馈补偿函数。仿真结果表明,相对于PID控制的固定前馈补偿控制器,所设计的控制器加快了反应速度,大幅提高了控制精度。     

基于电压补偿的六相永磁同步电机三电平驱动系统与两电平变频驱动系统的比较

六相永磁同步电机及其驱动系统具有诸多优点,对其研究具有重要意义。然而六相永磁同步电机相间的耦合较为严重, d-q电流存在扰动。为了减小扰动现象,本文提出基于电压补偿的控制策略,与六相永磁同步电机三电平变频调速系统相结合,进行仿真论证。本文建立六相永磁同步电机双dq模型,设计基于电压补偿的控制策略,与不进行补偿的控制策略进行对比分析,仿真研究结果论证了基于电压补偿的控制策略优于无补偿的控制策略.。此外本文基于电压补偿的控制策略,结合六相永磁同步电机三电平变频驱动,本文还对六相永磁同步电机三电平变频驱动与两电平变频驱动的性能进行了仿真分析。仿真结果表明六相永磁同步电机三电平变频驱动系统较两电平变频驱动系统谐波畸变率更低,转矩的抖动更小。基于电压补偿的六相永磁同步电机具有更好的工程使用价值。     

一种用于波浪补偿系统的超级电容储能装置研究与设计

研究一种用于波浪补偿系统的超级电容储能装置,通过利用双向DC/DC变换器将直流母线与超级电容连接起来,致力于解决波浪补偿后回馈电能的利用问题。选择三相半桥型的非隔离型双向DC/DC变换器作为传输电路,以直流母线电压的变化为参考,通过设计了双向DC/DC变换器的双闭环控制策略,来达到母线电压稳定的目的。当直流母线电压升高,控制超级电容充电,当直流母线电压降低,控制超级电容放电。实验验证了所提出的基于DSP的双向DC/DC变换器的超级电容储能装置控制策略的有效性。     

基于飞轮储能的船用燃机直流微电网大功率负载响应特性

为充分利用飞轮储能对船舶直流微电网功率补偿的优势,弥补燃气轮机发电系统输出功率调节响应慢的不足,对船用燃机直流微电网大功率负载下的飞轮储能系统控制策略和电网响应特性进行研究。本文基于100 kW实装微型燃气轮机发电机组,建立了包括燃气轮机、发电机、飞轮储能系统的船舶直流微电网模型,并在有无飞轮储能系统的情况下,分别突加、突卸40%、60%、80%额定功率负载,详细分析不同负载模式下直流母线电压、发电机转速和飞轮转速的变化特性。结果表明,所提出的飞轮储能系统控制策略可以及时补偿大功率负载冲击下发电机和负载之间功率不平衡,防止母线电压和同步发电机转速波动过大,有效提升微型燃气轮机发电系统的电能质量和稳定性。     

风电场中静止同步补偿器的前馈解耦控制

对应用于风电场的静止同步补偿器(STATCOM)的前馈解耦控制策略进行了研究。建立了STATCOM在耦合状态下的数学模型,针对有功/无功控制通道存在耦合,不利于有功电流和无功电流的独立控制的现象,采用了基于前馈解耦的控制策略,给出了双闭环控制结构,并通过仿真与传统PI控制策略进行比较。仿真结果表明采用解耦控制策略后有功电流和无功电流可独立调节,配电网PCC点电压和STATCOM直流侧电压均能及时、有效地调整到期望值,且与传统PI控制策略相比具有超调量更小、响应速度更快、抗扰动性能更好的优点。     

边界控制方法在DVR样机研制中的应用

动态电压恢复器（DVR）可在供电电压发生电压下陷时维持负载电压稳定,以保护敏感负载。由于在正常电力系统中,电压下陷故障出现的频率相对不高,使得DVR的利用率较低。将一种基于二阶开关平面理论的边界控制器应用于DVR系统,使其既可用于电压下陷补偿又能用于稳态下电压电能质量控制,大大提高了设备利用率。通过预测DVR逆变器的某次开关动作后,其系统状态矢量的运动轨迹可得到上述二阶开关平面。将该平面作为状态轨迹沿理想开关平面运动的上界,可约束轨迹使其趋向理想工作点。为考察其动态特性,应用上述控制器的DVR样机针对源端谐波畸变和伴有畸变的下陷电压波形进行了补偿试验。结果证实上述边界控制方案可获得优于其它一些控制策略的谐波补偿效果。     

一种无谐波检测的三相四线有源电力滤波器

介绍了一种无谐波检测的三相四线有源电力滤波器,可以同时补偿谐波和无功且不需要对谐波和无功进行检测。采用控制流入直流侧电流的大小和方向的方法使直流侧电压稳定,详细分析了负载有功电流对直流侧电压的影响;将负载有功电流作为扰动,提出了一种无谐波检测的新型控制策略,省去了复杂的检测算法,避免了检测算法引起的误差和延时,提高了动态响应速度。介绍了主电路参数的选型,并研制了一台实验样机,实验结果表明所提出的无谐波检测的三相四线有源电力滤波器具有较好的谐波、无功和不平衡补偿效果,较快的动态响应速度。     

储能装置的投入对整流发电机突加负载时瞬时电压的影响

为了定量确定整流发电机突加负载时的瞬时电压变化与储能补偿功率之间的关系,提出了一种基于负载等效和曲线拟合的瞬时电压计算方法。该方法通过将整流发电机直流侧的突加负载折算到交流侧,并利用整流桥的电压特性,分别给出了空载突加和带载突加时的瞬时电压表达式;然后,将储能装置的投入等效为负电阻的形式进行功率补偿,通过计算得到瞬时电压与补偿功率之间的关系;最后,根据PSCAD仿真结果对理论计算进行曲线拟合,得到调整后的瞬时电压与补偿功率之间的关系,为下一步研究储能装置的优化配置提供了理论依据。     

直流区域配电系统小信号稳定性分析研究

直流区域配电系统作为舰船综合电力系统的重要部分,其稳定性是首要考虑的问题。本文分析了分布式直流区域配电系统不稳定的原因,详细讨论了运用阻抗标准进行稳定性分析的方法,指出了阻抗分析方法的不足,给出了禁止区稳定性分析法,对直流区域配电系统设计有一定参考意义。     

基于AMESim和Simulink的主动升沉补偿系统仿真分析

通过AMESim和MATLAB/Simulink联合仿真的方法建立二次调节主动升沉补偿系统的仿真模型，模型加入了时变和非线性因素的影响，能较为真实地反映实际主动升沉补偿系统特性和实现各种控制策略。研究结果表明：采用具有双前馈补偿的串级PID闭环控制，提高了系统的升沉补偿精度；变量机构与二次元件斜盘配合的间隙等非线性因素会降低系统补偿精度；绞车的非线性摩擦力矩对补偿精度的影响较小。     

基于三电平T型变换器的船用交直交供电电源

T型三电平变换器因功率密度高、开关器件少、电平数目多等优点而被广泛研究。基于T型三电平桥臂,引入复用桥臂构建一种适用于船用电源的T型交直交变换器,进一步提升船用电源的功率密度与经济性。采用基于同相载波层叠的脉冲宽度调制法,提出包含直流电压外环、输入电流内环的整流侧双闭环和逆变侧输出电压幅值单闭环的协调控制策略;再基于双闭环控制下的直流环节小信号模型设计优化负载电流前馈控制;并通过仿真和试验充分验证了提出的变换器拓扑调制电压平衡策略的有效性和正确性。     

有源电力滤波器滞环电流跟踪控制策略仿真研究

本文介绍了三相并联型有源电力滤波器的构成,分析了基于三相瞬时功率理论的i-iq谐波检测算法,并且采用PI调节实现直流侧电容电压的有效控制.为了克服电流跟踪控制策略中传统滞环控制的环宽设置对开关频率和响应速度的影响,本文采用一种基于电压空间矢量的滞环控制,有效的降低谐波电流含量及开关频率的同时保证了直流侧电压的响应速度,MATLAB仿真实验结果证明了该控制策略的可行性及良好的补偿性能.     

基于优化功率分配的光伏混合储能系统能量管理策略

[目的]针对舰船移动平台光伏系统的输出功率不稳定问题和负载突加/突卸所导致的功率波动问题,提出基于优化功率分配的光伏混合储能系统能量管理策略。[方法]针对传统限值管理方法的不足,根据超级电容荷电状态所在的不同分区自适应调整滤波时间常数,从而实现混合储能系统功率的优化分配,同时分析各个变换器的控制策略和工作模式。[结果]Matlab仿真结果和工程测试结果表明:该能量管理方案和变换器控制策略可以有效地改善混合储能系统的过充或过放问题,不仅可以保证直流母线电压的稳定性,还可以提高系统的动态响应性和协调性。[结论]研究成果可为移动平台光伏系统的能量管理提供参考。