基于滑模MRAS的无直流母线电压传感器PMSM模型预测电流控制

为了提升三相永磁同步电机(PMSM)控制系统的性能,针对PMSM控制系统中直流母线电压传感器故障的问题,基于自适应技术与滑模变结构理论,提出了一种无直流母线电压传感器的PMSM模型预测电流控制(MPCC)策略.采用自适应技术与滑模变结构方法相结合构造直流母线电压滑模变结构模型参考自适应(MRAS)观测器,以实现对直流母线电压值的准确实时估计;利用模型预测电流控制策略,以达到减小电流和转矩脉动的目的.用滑模控制技术,在滑模面中引入速度误差积分项,并同时采用非线性指数函数和指数趋近律,设计转速控制器,以提高系统鲁棒性.仿真结果表明:所设计基于滑模MRAS观测器的无直流母线电压传感器MPCC控制策略不仅能够快速准确的估计直流母线电压值,而且能够保证PMSM系统在直流母线电压传感器故障时稳定运行,进一步提高了系统的可靠性.     

基于改进双闭环控制的光伏并网系统研究

光伏并网系统在光照太强的情况下往往出现输入功率与输出功率不匹配,导致直流母线电容上电压过高的危害.针对这一现象提出一种新型的控制策略,对Boost电路采用三环控制的方案,即传统的电压外环和电流内环再加上直流母线电压保护环,使电路在直流母线电容电压上升时,能自动调节输入功率以匹配输出功率,保证系统额定功率输出,避免系统因直流母线过电压故障导致的系统功率丢失,以提高光伏并网系统工作的可靠性.文中采用两级式结构的单相光伏并网系统,对其控制系统进行了详细地分析设计,并通过PSIM软件进行仿真,验证了该控制策略的有效性.     

宽输入电压范围单相光伏并网变换器的控制策略

双级型光伏并网变换器中,如果光伏阵列电压接近或高于直流母线电压,升压斩波器将不能正常工作．为了扩大变换器对输入电压的适应范围,本文为双级型变换器增加了单级式工作模式：当光伏阵列电压高于逆变所需的直流母线电压时,切除升压斩波器,由并网逆变器实现最大功率点跟踪．在临界电压附近设置滞环,以免升压斩波器频繁投切．通过上述方法,当光伏阵列的电压在150V到550V的宽范围内变化时,变换器都能良好工作．实验结果验证了本文方法的可行性．     

并联有源电力滤波器补偿性能的研究

研究了影响桥式整流带阻感型负载的并联型有源电力滤波器补偿性能的因素,从理论上分析指令延时和母线电压以及输出电感对补偿效果影响的具体原因,并通过Matlab软件建立仿真模型,借助仿真波形和THD数据证明了理论分析的正确性,最后根据实际工程需要合理优化了各个参数,并在一台50 KVA三相四线的并联电力有源滤波器样机上验证了该方法的实用性和有效性.     

MMC-HVDC系统阀侧故障特性分析

针对MMC-HVDC系统典型的阀侧单相对地短路故障进行建模和分析。忽略暂态过程中子模块投切时数量的不对称,分别建立了阀侧母线单相接地短路时的交流侧等效电路和直流侧等效电路,进而推导了故障状态的阀侧母线电压和电流、直流侧电压和电流的暂态公式,分析了故障前后的这些电量变化以及对中性点电流、输入和输出、有功和无功功率的影响。以±20 k V/43.2 MW的上海柔性输电工程为例,通过Matlab/Simulink仿真试验与建立的解析公式模型进行对比,证明了暂态分析公式与电路仿真模型的分析结果一致,最后清晰地阐明了MMC-HVDC系统单相对地短路的故障特性。     

基于人工神经网络的整流电路故障诊断

提出了一种基于人工神经网络进行整流电路故障诊断的方法.分析了变频器整流电路的故障模式,提出了根据直流母线电压频谱作为神经网络的输入进行故障定位的方法,并进行了仿真研究.     

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．     

抑制两级式逆变器中间母线电压二次纹波的方法

针对两级式单相逆变器中间母线电压存在二次纹波的问题,提出了一种可以抑制其幅值的控制方法。对两级式单相逆变系统中能量流动、纹波功率以及中间母线电容纹波电压的产生机理进行了分析。提出一种在前级直-直电路控制器的电压环的给定处加入与母线电容电压同频、同相的扰动量,通过调节扰动量的大小来抑制母线电容纹波电压的控制方法。该方法可增加电压外环的带宽,提高系统的响应速度,显著改善负载跳变时的动态特性。此控制策略在基于DSP的先进数字控制平台上进行了实验,实验结果表明该控制策略的有效性和合理性。     

基于PSASP/UPI的VSC-HVDC系统潮流控制建模与仿真

提出一种采用节点电流注入法含双端VSC-HVDC的交直流混合系统潮流控制交替求解新方法,交流系统与VSC-HVDC系统通过注入电流接口并交替求解,VSC-HVDC系统根据不同控制方式计算注入电流.对定交流母线电压控制通过无功注入电流反馈控制解决了交流母线电压参考值在交流系统潮流计算中不能直接给定的问题.本文所提新方法可借助电力系统分析综合程序（PSASP）的用户程序接口（UPI）功能实现含VSC-HVDC系统的潮流控制计算.通过新英格兰系统验证了本文所提方法的可行性及有效性.所提方法无需针对VSC-HVDC的各种控制方式改变VSC-HVDC两侧交流母线的节点类型,控制灵活;无需修改常规潮流计算的雅可比矩阵,程序编写量小,交直流接口清晰且通用性好;对利用商业软件进行含VSC-HVDC的实际电网潮流控制计算有参考价值.     

单相LCL型并网逆变器的延时减小与补偿方法

数字控制的LCL单相并网逆变器会产生控制延时,这会严重影响系统环路特性.为了解决此问题,提出了一种基于双电流闭环即时采样与零极点补偿结合的控制策略.首先,分析了传统电容电流反馈控制的LCL并网逆变器产生的延时对系统有源阻尼特性的影响;其次,分析了并网电流环的延时对系统幅频特性的影响;之后,对电容电流环和并网电流环采用即...     

初级级联直线感应电机的无速度传感器矢量控制

为了研究磁浮系统中的恒速驱动及适时速度调节性能,根据Maxwell方程及电机的矢量控制原理,以磁浮系统中的直线感应电动机为研究对象,在其推力与初级绕组中电流矢量关系的基础上,设计了无速度传感器矢量控制器,并利用Matlab/Simulink软件验证控制器的正确性.研究结果表明:当速度在小范围内受扰动时,控制器运用电流内环、电压外环控制方式自动调节整流器的直流母线电压,调节时间小于10 ms;当控制器接收到指令速度时,改变逆变器的频率,该频率改变电机同步速,达到调速的目的,调节时间小于50 ms,表明在工频小于3个周期时,满足磁浮系统的控制要求.      

非理想电压下有源电力滤波器的电流检测

分析了有源电力滤波器（APF）电流（ip-iq）检测法中影响检测精度的因素，包括低通滤波器和锁相环的频率及相位检测误差．为消除电流检测中非理想电压带来的锁相环检测误差，提出改进的电流（ip-iq）检测法．在该方法中，将APF直流侧电压的调整部分单独考虑，调整量加入到经过低通滤波器滤波并经反变换环节得到的基波电流信息中．这样，未经过反变换的直流侧电压调整值不受锁相环误差的影响．仿真验证了改进方案能有效降低非理想电压对电流检测精度的影响，提高APF性能．     

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.      

MMC的无锁相环直接功率控制仿真

目前新型模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）多采用电压外环电流内环的双闭环直接电流控制策略,研究MMC的直接功率控制（direct power control,DPC）策略以减少系统控制参数,改善动态响应慢等问题。在αβ坐标系下推导关于MMC的DPC数学模型,并设计了一种无锁相环的DPC控制系统,为消除系统频率和电感参数的变化对控制系统的干扰,设计了一种无系统角频率和电感参数的功率解耦控制器,将双闭环简化为功率单环。考虑电网强度对换流站运行特性的影响,计算出直接功率控制策略适用于交流系统强度范围。最后在MATLAB/Simulink中仿真验证,结果表明上述设计控制策略的有效性。     

基于滑模双环控制的感应耦合电能传输系统设计

为解决轨道交通供电负载频繁波动使得系统输出恒压困难的问题,提出了基于滑模控制和PI控制的双环控制策略.首先对原边建立离散时间动态模型、副边采用大信号模型分别进行建模;其次,基于系统建模设计双环控制策略,采用滑模控制控制电流内环、PI控制控制电压外环;最后,对设计的双环控制进行了实验验证.验证结果表明:恒压下进行70 Ω和50 Ω电阻切换时,电压变化约5%,并在15 ms左右恢复到稳定值,因此,在负载波动的条件下该控制策略能保证输出电压恒定和快的响应.      

新型供电方式有轨电车能量管理策略

为了提高混合动力有轨电车制动过程中制动能量的回收效率,提出一种考虑储能系统始末状态的能量管理策略. 在有轨电车从启动到制动的运行过程中,基于极小值原理对混合动力系统进行功率分配,以实现对超级电容荷电状态（state of charge,SOC）安全范围的有效控制,并保证在制动时刻超级电容具有足够的SOC余量来吸收制动功率;同时,将有轨电车启动、运行过程中的牵引控制策略与制动过程的能量回收策略相结合,采用绝缘栅门极晶体管（insulated gate bipolar translator,IGBT）斩波器与制动电阻相结合使用的方式,抑制母线电压的抬升; 最后基于实际的有轨电车运行工况,在MATLAB/Simulink平台下进行了仿真测试. 结果显示,在有轨电车制动时刻,超级电容SOC均能够按照预期下降到0.4左右,且在制动全过程中,有轨电车母线电压始终处于875 V以下,满足母线电压的控制要求.      

基于自适应逆控制的APF建模与收敛过程分析

根据能量守恒原理，电力有源滤波器的直流电容平均电压的变化能够反映系统主电流变化的趋势，据此可提出一种基于自适应逆控制的电力有源滤波器．对此有源滤波器的建模原理进行了分析，通过仿真建立了模型的动态曲线，在此基础上对系统的收敛过程作了分析研究，仿真和实验结果验证了理论分析的正确性．     

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。