基于LMT信号的微电网交流器输出阻抗校正方法

微电网交流器输出阻抗校正方法难以抑制交互过程产生的谐波谐振,导致失稳。为此,提出基于LMT信号的微电网交流器输出阻抗校正方法,分析下垂控制变闭环输出阻抗,计算输出功率调节转换器的额定电流小扰动能量,建立传递函数实现阻抗分析。通过LMT信号原理重新定义所有数据格式,计算微电网交流器阻抗数值,利用LMT信号反演实现阻抗校正。实验结果表明,校正前的电压峰值为375 V,峰值电流为400 A,校正后的波形均匀稳定,且峰值与校正前基本一致,因此基于LMT信号的微电网交流器输出阻抗校正方法能保证校正过程的稳定性。

直流电源输出阻抗测量技术

直流电源输出阻抗是新的特性参数,一些电源产品开始把它列入技术指标手册中。本文分析了电源阻抗的定义,总结了电源阻抗的特点,综述了当前电源阻抗测量技术的现状,提出了基于数字电桥的一种测量方法,提出了直流电源阻抗测量中的技术难点和尚待解决的技术问题。

并联逆变器输出阻抗分析及电压控制策略

在分析低电压微电网中并联逆变器的基础上,通过引入虚拟复阻抗,提出了一种基于虚拟复阻抗的电压控制策略,使逆变器输出阻抗在工频条件下呈纯阻性,进而改善多逆变器并联均流控制效果。通过对比分析输出阻抗的幅频特性,深入探讨了不同控制参数对逆变器输出阻抗的影响,并选取了合适的控制参数,给出了相应的下垂控制方法。最后,搭建了仿真模型和实验平台。仿真和实验结果验证了所提的控制策略的正确性和有效性。

多逆变器并网系统输出阻抗建模与谐波交互

针对大量分布式并网逆变器接入到公共电网时逆变器侧与网侧之间的交互影响问题,从并网逆变器闭环系统外特性角度入手,提出在同步旋转坐标系下对LCL型三相并网逆变器入网电流和滤波电容电流双闭环系统进行输出阻抗建模。利用前馈解耦策略,将dq轴控制环路之间的耦合阻抗消除。考虑到实际系统多采用数字系统,将数字控制延时引入到模型中以更加精确地反映实际并网逆变器的输出阻抗特性。基于无dq环路阻抗耦合和引入数字控制延时情况下的精确输出阻抗模型,对多逆变器并网系统进行阻抗网络建模、谐振机理剖析及谐波交互影响分析。理论分析结果表明,逆变器产生谐波成分与电网电压谐波成分会加剧多模块并网系统入网电流的谐波畸变。仿真结果验证了所建输出阻抗模型的正确性及其在逆变器—电网交互系统性能分析中的有效性。

分布式电源系统中变换器的输出阻抗与稳定性分析

稳定性问题是分布式电源系统的关键问题,它由源变换器的输出阻抗和负载变换器的输入阻抗共同决定。采用理论分析和实验相结合的方法,对连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)下Buck型DC-DC变换器输出阻抗的小信号模型、影响因素及优化设计方法进行研究,为制定分布式电源系统中变换器的阻抗标准提供了参考依据。给出一种实用的电流扰动测试法,可以测量变换器的输入、输出阻抗以及级联变换器的阻抗比。采用此方法对搭建的一个级联式DC-DC变换器系统的阻抗比进行测量,并根据阻抗比禁止区对系统的稳定性进行判断。

基于输出阻抗的三相LCL型光伏逆变器稳定性分析

针对三相LCL型光伏逆变器接人弱电网发生功率失稳的问题，基于阻抗稳定性判据，建立由坐标系下计及锁相环和控制环路的逆变器动态等效输出阻抗模型，分析逆变器和弱电网之间的交互影响。构建基于阻抗稳定性判据的光伏逆变系统稳定性分析方法，揭示逆变器输出阻抗和电网阻抗间的交互作用所引起的系统失稳机理，搭建光伏逆变单元接入弱电网仿真、实验系统，通过仿真算例与实验结果验证理论分析的正确性。

大功率微网逆变器输出阻抗解耦控制策略

针对微网逆变器孤岛并联时输出阻抗控制不能兼顾动态响应和并联均流的问题,提出了一种输出阻抗解耦控制策略。该控制策略根据dq坐标系中输出电压的戴维南等效模型,得到不同频段的阻抗特性,分离出动稳态输出阻抗,在dq坐标系中直接设计输出阻抗,用以动态响应和并联均流的解耦控制。在动态电压控制时,采用输出电流微分反馈控制和动态有源阻尼来减小动态输出阻抗;在均流控制时,增大稳态输出阻抗,从而获得了良好的动态响应和并联均流性能。实验结果验证了理论分析和控制方案的正确性。

级联式DC/DC变换器输出阻抗的优化设计与稳定性

级联式DC/DC变换器的稳定性是分布式供电系统设计中的重要问题。本文通过仿真和实验研究了单个DC/DC变换器的闭环输出阻抗的特性,提出源变换器输出阻抗的优化设计准则;在分析容性负载对变换器性能影响的基础上得出母线滤波电容的设计原则;并对实际的级联式DC/DC系统进行改进,采用注入电压源扰动法测试阻抗比,分析了系统的稳定性。实验结果表明,阻抗比的优化设计可以保证级联系统的稳定性。

电压控制型Buck DC/DC变换器输出阻抗优化设计

提出了电压控制型Buck DC/DC变换器最优截止频率fc选择,在此基础上给出了电压控制型Buck变换器输出阻抗的优化设计准则:采用PI调节器或单极点双零点补偿器,当截止频率满足最优截止频率选择时,能够有效抑制输出阻抗尖峰,从而确保系统良好的稳定与动态性能。实验结果验证了理论分析的正确性。

考虑阻性有源滤波器等效输出阻抗的背景谐波抑制方案优化

在研究阻性有源滤波器(resistive active power filter,R-APF)背景谐波抑制时,发现实际谐波抑制效果弱于理论分析,其原因在于传统R-APF谐波抑制方案,没有考虑R-APF等效输出阻抗对抑制系统背景谐波的影响。为此,提出两种谐波抑制优化方案:考虑R-APF等效输出阻抗的影响,重新整定R-APF的虚拟导纳;选择多重比例谐振控制器增强特定谐波频率处R-APF等效输出阻抗,减弱其对谐波抑制效果的影响。通过仿真和实验验证,所提方案都能更有效的抑制系统背景谐波。

抑制电网电压扰动的输出阻抗增强型控制环路优化设计研究

为抑制电网背景谐波对并网电流的影响,该文从输出阻抗重塑角度出发,提出基于输出阻抗增强的控制环路拓扑推演与拆分优化方法。在此基础上以LCL型电容电流、并网电流双闭环为例,研究基于阻抗增强的谐波抑制控制环路拓扑,提出一种电容电压和并网电流回馈控制环路拓扑结构,这种结构消去了电容电流内环,简化了控制回路,同时具有抑制谐振尖峰的效果。最后通过仿真及实验验证该方法的有效性和正确性。

平均电流控制型移相全桥DC-DC变换器输出阻抗及控制环路优化设计

级联式变换器广泛应用于分布式发电系统中,为了保证各级变换器自身以及系统集成后变换器的动态和稳态特性,各级变换器的输入输出阻抗及控制环路的设计需要统一考虑。移相全桥DC-DC变换器作为Buck变换器的一种,广泛应用在高频、大功率场合,且相比较电压型控制方法,平均电流型控制可以使变换器获得更好的动态和稳态特性。本文以平均电流控制型移相全桥DC-DC变换器为例,揭示了该型变换器闭环输出阻抗与控制环路参数的相互关系,讨论了电流电压环路补偿网络的参数设计依据,在确保单级变换器本身的动态和稳态特性前提下,通过约束前级DC-DC变换器闭环输出阻抗尖峰,从而保证系统集成后稳定可靠工作。系统仿真与实验结果表明了理论分析的正确性。

电压型级联系统中减小源变换器输出阻抗的有源阻尼控制方法

在级联系统中,源变换器和负载变换器之间阻抗的相互作用可能会影响系统的稳定性。许多文献分析了不同控制方法、电路参数等因素对变换器阻抗特性的影响,并针对优化变换器的阻抗设计提出了多种无源阻尼或者控制的方法,从而提高变换器的稳定裕度,以保证变换器构成的级联系统维持稳定。本文基于变换器的小信号模型,提出了一种实现虚拟电阻的有源阻尼控制方法,以降低变换器的输出阻抗,优化其阻尼特性。该方法通过采样变换器输出电压中的交流分量,经过有源阻尼控制器作用后叠加至调制波以产生控制信号,从而实现在变换器小信号模型的输出端连接虚拟电阻的效果,达到降低输出阻抗的目的。由于虚拟电阻仅存在于小信号模型中,所以变换器的稳态工作点不受影响。通过仿真和实验验证了该方法的正确性。

多逆变器并联下的输出阻抗分析和改进下垂控制策略研究

在分析低压微电网多逆变器并联基本原理的基础上,引入虚拟复阻抗,并给出一种改进的下垂控制策略。通过设计虚拟复阻抗参数值,使逆变器等效输出阻抗在工频处呈阻性,提高逆变器并联的均流效果。采用电容电压和电容电流双环控制,首先通过研究虚拟复阻抗中参数选择对于抑制环流的影响,进而确定基本的参数大小。其次,通过对比输出阻抗幅频特性,具体分析在不同参数情况下对逆变器输出阻抗特性的影响。再通过理论详细分析和计算,给出一种改进的下垂控制方法,并与虚拟复阻抗结合。最后,搭建仿真模型,选取上述经过理论研究的参数值,仿真验证分析虚拟复阻抗中参数对输出电压的影响以及改进下垂控制的可行性,证实所提方法的有效性和正确性。

分布式供电系统中源变换器输出阻抗的研究

随着功率电子变换技术的发展,构建大型电力电子供电系统越来越多地采用模块集成的方式。美国海军提出的电力电子积木的概念对模块级的系统集成做出了很大贡献。该文提出一种新颖的系统集成的观点,即从系统级的高度将分布式供电系统中的源变换器的输出阻抗和负载变换器的输入阻抗作为标准化研究的对象。该文以分布式供电系统中常见的移相全桥DC-DC变换器为例,对输出阻抗进行了模型验证,并详细分析了输出阻抗的特点。为了便于将来制定出Buck类DC-DC模块的输出阻抗的标准,通过实验揭示了移相全桥DC-DC变换器的输出阻抗随功率等级、开关频率和控制方式变化时的规律。

基于S^3R架构低输出阻抗太阳能阵列分流器

借鉴航天器一次电源系统顺序开关分流调节器(sequential switching shunt regulator,S3R)架构,针对新能源应用进行太阳阵分流器的研究,该方法理论上可进行任意功率水平的扩展;阵列中局部单元受到光照影响或损坏不会影响电源的输出品质。提出令MOSFET工作在线性区的最大电流控制电路方法,引入电感阻尼和电流反馈控制,解决太阳能电池寄生参数的影响所带来的安全问题,且该功率变换器的输出电压纹波与负载无关。从主误差放大器(main erroramplifier,MEA)建模分析入手,进行功率变换器阻抗特性分析,进而确定主要拓扑参数和控制参数的计算方法,在考虑母线纹波和单路分流器(shunt regulators,SR)最高开关频率和效率的基础上,设计每个SR之间的电压范围和MEA模块的增益。同时在MEA中引入非线性控制环节,提高负载切换的动态响应,且不易受到干扰。6kW的输出试验结果表明:该分流器能使母线纹波控制在500mV,且中频输出阻抗低于20m,为高可靠新能源应用领域提供了良好的平台。

Boost DC/DC变换器输出阻抗研究

在直流微电网中,变换器是一个极其重要的单元,对其阻抗特性及稳定性研究很关键。文章基于Boost DC/DC变换器,从电路参数(电感电容等)的角度,在连续导电模式下,根据控制方式的不同对其输出阻抗进行小信号建模,进而理论和实验相结合分析输出阻抗的特性,为制定微电网直流分布系统中变换器的阻抗标准提供了参考依据。最后搭建的一个级联式DC/DC变换器系统对阻抗比(前级输出阻抗与后级输入阻抗模之比)进行测量,并根据阻抗比稳定性判据对系统的稳定性进行判断。分析组成级联系统负载级的线路参数对系统稳定性的影响,总结规律与结论,从而对直流微电网进行稳定性分析。

基于虚拟稳态同步阻抗的VSG输出阻抗与小信号建模分析

虚拟同步发电机VSG(virtual synchronous generator)由于能够模拟同步发电机的运行特性而受到日益关注。通常而言,VSG通过下垂控制自动独立调节频率和电压,存在有功功率和无功功率易发生耦合振荡等问题,而虚拟稳态同步阻抗方案是一种能够通过调整逆变器输出阻抗特性从而抑制功率耦合振荡的有效方案。首先,介绍了基于虚拟稳态同步阻抗VSG控制策略的基本原理,分析了该方案下的VSG输出阻抗特性,发现该方案下的输出阻抗可由设定的虚拟稳态同步阻抗决定,与逆变器自身的滤波器和闭环控制器等参数无关;然后,通过建立逆变器小信号模型,得出了虚拟稳态同步阻抗可以增加VSG系统低频域特征根阻尼比,有效抑制功率耦合振荡的结论;最后,结合Matlab/Simulink仿真和实验,进一步验证了基于虚拟稳态同步阻抗的VSG控制策略理论分析的正确性。

一种新型高输出阻抗,高电流匹配精度电流镜的设计

电流镜是模拟电路设计的基础单元之一，在高性能模拟电路设计中，电流镜的电流匹配精度和输出阻抗是决定电路性能的最重要的参数之一．设计一种新型高输出阻抗、高电流匹配精度电流镜，采用了一种新颖的五级负反馈增益方法来增加电流镜的输出阻抗，同时还通过改进DMCM电路结构提高了电流镜的电流匹配精度，使得设计的电流镜在任何Iin下都保证有较高的电流匹配精度，而且这种新型电流镜也有近似于传统两级共源共栅电流镜的摆幅．采用TSMC 0．18μm，1．8／3．3CMOS标准工艺，在3．3V电源下，输出阻抗能达到18GΩ以上，并且电流匹配精度接近于0．01％，输出电压摆幅为1．28～3．3v。

MOSFET输出阻抗对混频器线性度影响分析

深入研究了MOSFET输出阻抗对Gilbert混频器线性度的影响 ,建立了针对MOSFET输出阻抗的混频器非线性模型 ,得出了Gilbert混频器线性度最优偏置条件 .基于 0 .2 5 μmCMOS工艺的Gilbert混频器验证结果表明 ,预测得到的线性度最优理论偏置值与验证结果之间的误差小于 10 % .