电压型PWM整流器桥臂侧功率平衡控制策略研究

本文分析了不平衡电网电压条件下三相电压型PWM整流器的控制策略,研究了基于功率平衡的控制策略,以消除直流电压二次谐波。船舶电网不平衡时,线路阻抗的功率不平衡,当电网不平衡功率完全被线路阻抗吸收时,整流器桥侧的功率则恒定平衡,这给消除直流电压二次谐波带来便利。本文最后进行了仿真及原理样机验证,试验结果与理论分析一致。     

三相PWM整流器在电网电压不平衡时控制策略研究

文中对电网不平衡的情况作出了分析.运用三相电网不平衡时的正、负序电动势理论,结合瞬时有功功率、无功功率的分析,阐述了抑制交流侧负序电流的控制策略.在该策略中,介绍并应用了一种分解正、负序电压的算法,并与传统的陷波器分解方法进行了比较,该算法可以准确地分解出正、负序电压分量.最后运用M atlab/S imu link构建了三相PWM电压型整流器仿真平台,仿真实验证明了控制策略的正确性.     

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。     

三电平PWM整流器半实物研究

本文基于三电平PWM整流器数学模型,采用状态反馈解耦后双闭环调节,辅以闭环观测器估计负载电流作前馈补偿的直接电流控制方案,同时通过辨识虚拟电网磁链,代替测量电网电压锁相作为控制中的定向矢量;针对三电平变换器中点电位平衡这一固有问题,采用准确解析计算使之平衡的零序电压分量,有效消除中点电位波动。最后搭建基于硬件在回路的半实物仿真实验装置,实现了低谐波双向能量传递,动静态性能良好,验证了控制策略的可行性和有效性。     

三相升—降压PWM整流器的仿真研究

针对传统三相电压型PWM整流器无法输出宽范围直流电压的问题,分析了传统三相电压型PWM整流器与Cuk电路相结合的三相升—降压PWM整流器的工作原理。采用电压电流双闭环控制策略进行控制。最后通过Matlab/simulink进行验证,证明三相升—降压PWM整流器拓宽了输出直流电压的范围。     

电力推进船舶功率计算模块的设计

随着电力推进技术的广泛应用,不同特性的电力负载在起动运行时对电网稳定造成一定冲击,引起电网电压不平衡,从而给负载功率需求计算带来困难。本文针对上述问题,依据软件锁相环设计了负载功率计算模块,并构建简化的船舶电网仿真模型,模拟负载在电网电压三相不平衡情况下功率计算,来验证功率计算模块的性能。结果表明该模块能够快速、准确地计算负载所需实际功率,为电力推进船舶能量管理功率控制策略提供精确数据。     

高功率因数能量可回馈型整流器研究

本文介绍了一种三电平PWM整流器,对其拓扑和数学模型进行了分析。通过SVPWM调制和中点电位平衡控制,可以实现网侧功率因数为1,且输出电压可控。同时整流器还可以运行在逆变状态,向电网回馈能量,实现能量的可回馈。试验结果证明了控制策略和调制方法的有效性。     

低压系统中电容滤波的三相不可控整流电路电压分析

低压供电系统中,线路阻抗较大,其对系统的影响也较大,不能忽略。本文考虑网侧线路阻抗的影响,对电容滤波的三相不可控整流电路进行拓扑结构等效分析,用matlab仿真分别分析了线路电阻、电感、滤波电容、负载大小对整流器输出电压及网侧线电压畸变率的影响。     

基于载波控制三电平逆变器中点电压平衡的调制策略研究

本文分析了三电平逆变器中点电压不平衡的机理,得出了中点电压不平衡的本质原因是中点电流不为零的结论;进而从载波调制原理出发,介绍了控制中点电压的开环模型和闭环模型。仿真分析证明,开环模型虽然可以消除中点电压的低频震荡但是对于电压偏置无校正作用;闭环模型不仅可以消除中点电压的低频震荡而且可以校正直流电压的偏置,具有很高的工程实用价值;最后通过数字计算的方法,给出了基于载波控制中点电压PWM调制策略的线性工作区,且随着功率因数角的增大,此种调制策略的线性调制区变窄。     

电动船舶电力系统的谐波抑制

针对电动船舶中电力系统的谐波抑制问题进行研究。首先分析电动船舶电力系统中谐波产生的主要原因及谐波特点;其次,针对船舶推动电力系统中的整流器对谐波产生的影响,采用了三相电压型PWM整流器对其进行改进,抑制电力系统中谐波的产生;由于高次谐波成分并没被滤除干净,因而在供电网侧与PWM整流器之间增加了L型滤波器对剩余谐波进行滤除。最后,利用Simulink仿真器对本文算法进行仿真验证,结果证实算法对谐波滤除的有效性。     

有源前端变频器中PWM整流器的仿真研究

为了减小船舶电力系统中的谐波干扰和实现船舶制动时能量回馈,有源前端(Active Front End,AFE)变频器逐渐在电力推进船舶中得到应用。针对AFE变频器的关键部件PWM(Pulse Width Modulation)整流器进行了研究,在建立三相电压型PWM整流器数学模型的基础上,采用前馈解耦控制策略,实现了有功功率和无功功率的解耦控制。通过PSCAD/EMTDC(Power System Computer Aided Design/Electromagnetic Transient in DC Sys-tem)软件环境下的仿真研究,对单位功率因数整流和有源逆变进行了比较,表明PWM整流器可以实现能量双向流动,控制系统具有较好的动态性能。     

计算整流器对船舶电网电压的干扰

由于日益广泛使用功率与发电机容量在同一数量级的整流器,使电网电压曲线不再呈正弦形,而对电气装置产生干扰。考虑到无干扰运行,本文提出一些判断电网电压的附加参数,并且提供在设计阶段时计算这些参数的方法。计算与实验结果比较说明了所描述的模型概念可用作计算整流器对船舶电网电压的干扰。船舶电网的特点具有普遍的适用性,而不受什么限制。     

船舶并网逆变器无功补偿的协调控制策略

为满足负载在实际船舶中的无功需求,研究在电网不平衡的情况下,船舶并网逆变器输出无功功率的控制方法。针对船舶并网逆变器在电网不平衡下瞬时功率输出存在二次波动问题,提出一种改变并网电流指令中负序基波分量比重的控制策略,实现并网逆变器瞬时功率与三相并网电流协调控制,有效改善电网三相不平衡问题。仿真试验结果表明:该协调控制策略能在保证电网电能质量的前提下,实现对船舶电网的无功补偿。     

一种用于不平衡畸变电网数字锁相环算法

为提高并网逆变器及整流器在不平衡及畸变电网下的控制性能,本文提出了一种基于Clarke变换理论及频率自适应的锁相环算法,该算法可同时应用于三相不平衡系统及单相系统。文中设计了用于提取不平衡电网中正序分量的滤波器,能够准确快速的识别不平衡电网的正负序分量。通过仿真分析可知,该锁相环算法对带直流分量的不平衡电网,电压瞬态变化具有良好的适应性。     

改进下垂控制在船舶电站并联运行中的应用

为了解决跨接线造成不同电站发电机组输出无功功率不平衡的问题,提出一种改进型虚拟功率下垂控制策略。该方案利用各机组的虚拟无功功率信息,修改虚拟无功电压下垂特性曲线的电压配置,达到提高虚拟无功功率分配精度的目的,进而实现有功功率和无功功率的合理分配。同时,通过自适应修改下垂增益对电压和频率进行二次调节,保证系统电压和频率不偏离额定值。PSCAD中的仿真结果表明,该改进下垂控制策略能够快速有效地改善发电机组输出功率的分配精度,并且提高系统频率和电压质量。     

基于VSG的船舶微电网功率分配控制策略研究

船舶微电网在并联运行时,由于存在线路阻抗差异问题,导致功率分配不合理,传统的虚拟同步发电机控制很难实现功率的精准分配。为了解决上述问题,本文在建立风光储微电网模型基础上,研究VSG(Virtual Synchronous Generator)多机并联系统关键参数的匹配算法;采用自适应控制理论,提出虚拟阻抗自适应控制策略,逆变器根据给定功率调整虚拟阻抗值,在存在线路阻抗差异的情况下,使VSG多机并联系统能够精确地分配负荷功率。仿真结果验证了所提控制策略和参数设计方法的有效性和可行性。     

基于多比例谐振的混合APF谐波补偿研究

针对变频器在船舶上的大量使用而导致谐波污染问题,提出一种基于多比例谐振的混合有源滤波器谐波补偿策略。混合有源滤波器由LC无源滤波器和有源滤波器构成,并结合多比例谐振组成谐波补偿控制策略。该控制策略由电网谐波检测、谐波补偿和谐波电流跟踪组成。其中谐波补偿采用检测电网电流的方式,保证治理谐波的同时,抑制LC滤波器可能发生的谐振;谐波跟踪采用多比例谐振控制器,利用其在不同特定频率高阻抗的特点,准确跟踪不规则的谐波电流,提高控制系统的精度。最后,仿真结果验证了所提控制策略可有效抑制船舶电网谐波,提高设备用电的安全性。     

船舶电力推进系统高压整流控制技术研究

电力控制技术已经与微电子控制技术深度结合在一起,通过各种先进的整流控制技术,船舶电力控制系统已经发展到非常先进的程度。尤其是针对高电压电力系统开发的PWM整流控制技术,正发挥着非常突出的作用。本文基于PWM整流控制技术特有的低谐波、低容量储能和稳定的直流电压控制等特点,建立船舶高电压电力系统的拓扑模型和控制算法,重点研究船舶电力系统中三相PWM整流器的设计。最后,通过Matlab软件对此整流控制器的波形输出和谐波抑制能力进行仿真研究。     

港口机械晶闸管供电装置高次谐波的抑制

港口机械晶闸管供电装置输入电流及输出电压中均含有大量的高次谐波成份，在电机及线路上产生谐波压降，引起电网电压波形畸变，同时也影响其他负载，并可能出现干扰。本在分析谐波，给出电路谐波分量及电压纹波因数的基础上，提出了晶闸管供电装置抑制谐波的有效措施。     

舰用12脉波整流器直流侧谐波分析

针对现代舰艇直流电网的谐波问题,在分析负载并联的12脉波整流站基本工作原理和理想条件下特征谐波的基础上,采用调制理论和傅里叶分析方法对交流侧电压不对称、触发脉冲间隔不对称和变压器漏感引起的换相问题等非理想条件下,整流系统直流侧输出电流(电压)的谐波情况进行理论分析和仿真验证。计算和仿真结果表明:交流侧电压的不对称和触发脉冲间隔的不对称会导致12脉波整流系统直流侧输出电流(电压)的2,4次等低次非特征谐波显著增多,而考虑变压器漏感引起的换相时,则直流侧输出将含有6 n次谐波分量且其他各次非特征谐波含量和总的谐波畸变率增加很多。