一种级联H桥多电平逆变器故障诊断方法

为了诊断级联H桥多电平逆变器的开关管开路故障,提出一种基于载波层叠调制(LSPWM)技术的故障诊断方法,直接对H桥输出电压、负载电流和驱动信号的输出特性曲线进行分析。当部分驱动信号断开后,相应的电流和电压出现部分缺失和波动,从而推出故障情况下三者之间的对应关系。依据调制波和负载电流的方向,将系统运行分为4种工作模式,并在特定模式下诊断故障。对故障情况下负载电流过零处的特性曲线进行分析,用以识别H桥中对角开关故障。与现有方法相比,该方法扩展基于LSPWM下的故障范围为双管故障,诊断逻辑易于理解且不需要添加额外的硬件电路。通过仿真证明了所提故障诊断方法的正确性和有效性。

考虑频率响应的虚拟同步发电机暂态同步策略

为了解决虚拟同步发电机(VSG)在严重故障中与电网失去同步的暂态稳定问题,提出一种考虑频率响应的自适应暂态同步方法。采用功角和功率偏差作为判断系统是否发生失稳的信号,并设置频率偏差与频率变化率的阈值条件,按照极限频率自适应地调整虚拟惯量与阻尼参数,以控制VSG快速恢复到稳定工作点。与现有方法相比,该策略避免了功率微分项向系统引入噪声,同时通过自主调节频率阈值,能够实现不同的动态恢复过程。此外,采用等面积定则分析了受扰VSG的暂态特性,从大信号角度验证该策略提高了系统的稳定性。仿真结果证明了所提自适应暂态同步策略的快速性,并比较了不同阈值对频率快速响应过程的影响,验证了所提策略的正确性和有效性。

单相单级光伏逆变器最大功率点跟踪方法

分析了单相单级光伏逆变器的模型特点及其对最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制的特殊要求,提出了适用于这种类型光伏逆变器的MPPT方法。该方法利用极值搜索算法实现MPPT控制,通过高通滤波器提取逆变器直流电压中的纹波电压,以该纹波电压为极值搜索算法的扰动信号;在极值搜索算法中引入优化补偿环节,通过该环节提高算法的收敛速度,进一步优化MPPT控制的稳态和动态性能。仿真和实验结果表明该方法可以充分利用单相单级逆变器的固有纹波,在无需额外注入扰动信号的前提下,该MPPT方法能够快速准确地搜索到最大功率点。

有源电力滤波器的改进重复控制及其优化设计

提出一种有源电力滤波器(APF)的改进重复控制及其优化设计方法。该策略首先在重复控制延时环节中引入零相位低通滤波器,以解决稳定性和稳态精度之间的矛盾,并采用线性超前相位补偿和低通滤波器构建出新的补偿环节,避免控制器设计对被控对象精确数学模型的依赖;然后构建出基于误差和误差变化率非线性函数的免疫反馈控制,以抑制非周期信号的干扰,并确保APF系统具有足够的稳定裕量和动态响应速度;最后以APF有效谐波信号的准确跟踪为优化目标,以合适的系统稳定裕量为约束,利用粒子群算法(PSO)对改进重复控制参数进行优化设计。APF装置的稳态和动态实验结果证明了基于改进重复控制的APF控制策略的正确性和有效性。

有源电力滤波器预测电流控制及稳定性分析

为补偿有源电力滤波器的控制延时,提出了一种基于横向滤波器的参考电流预测算法。该算法采用基于Widrow-Hoff学习算法的横向滤波器预测下一控制周期参考电流,结合空间矢量脉宽调制方法,实现APF预测电流控制。本文建立了预测电流控制的APF系统等效结构,将稳定性分析分解为电流预测算法稳定性和SVPWM稳定性两部分。通过Lyapunov函数分析参考电流预测算法的稳定性,根据SVPWM调制的APF闭环传递函数分析SVPWM部分的稳定性。APF的长期稳定运行结果证明了预测电流控制的有效性及APF稳定性分析的正确性。

基于FBD法的有源电力滤波器参考电流检测新方法

构建了一种基于模糊决策的复合低通滤波器(LPF),提出了一种基于FBD法的有源电力滤波器(APF)参考电流检测新方法.该方法利用锁相环(PLL)产生参考电压,将负载电流投影到参考电压上,通过LPF可以准确检测出基波有功电流和基波无功电流.设计了基于模糊决策的复合LPF,该LPF由截止频率为10 Hz和30 Hz的双二阶Butter-worth LPF组成,根据负载电流的波动幅度和谐波电流的最低次数,利用模糊推理确定LPF的选用.与传统的FBD法相比,该方法在电网电压不对称条件下,能够确保参考电流检测结果的准确性,且动态响应速度快、原理简单.理论分析和仿真结果证明了新型参考电流检测方法的正确性和有效性.

SiC电力电子器件对电力系统的影响

宽禁带SiC材料被认为是高性能电力电子器件的理想材料,比较了Si和SiC材料的电力电子器件在击穿电场强度、稳定性和开关速度等方面的区别,着重分析了以SiC器件为功率开关的电力电子装置对电力系统中柔性交流输电系统(FACTS)、高压直流输电(HVDC)装置、新能源技术和微电网技术领域的影响。分析表明,SiC电力电子器件具有耐高压、耐高温、开关频率高、损耗小、动态性能优良等特点,在较高电压等级(高于3 kV)或对电力电子装置性能有更高要求的场合,具有良好的应用前景。

基于USB主机技术的三相多功能电能表设计

提出一种基于USB主机技术的新型三相多功能电能表结构,设计基于USB1.1协议的三相多功能电能表,给出USB接口单元的硬件电路与电磁兼容设计技术,重点论述电能表USB接口单元的软件设计方法,以及在FAT16和FAT32为文件系统的U盘中的文件查找、新建和电能表数据抄读、电能表参数设置等功能的实现方法.该三相多功能电能表利用USB主机技术可自动识别U盘,方便现场抄表,避免了人为差错.

电气化铁路的谐波电能计量技术研究

分析了电气化铁路对电力系统电压电流信号测量和电能计量的影响,建立了针对电气化铁路电能计量的基于离散傅里叶变换的非正弦信号电能计量算法,给出了算法模型、实现机理和依据谐波有功功率判据谐波潮流的方法,利用MATLAB对电气化铁路的谐波电能计量方法进行了仿真实验,在此基础上研制的三相多功能谐波电能表的有功电能计量准确度达到0.2 S,谐波测量准确度满足我国A类谐波测量仪器的要求,符合我国现行电网运行需要.

单相单级光伏系统的二次功率扰动抑制策略

传统单相单级光伏逆变器的二次功率扰动问题对光伏阵列的输出功率和逆变器的输出电能质量造成不利影响,在深入分析二次功率扰动的基础上,提出了基于二次功率解耦电路的新型逆变器拓扑结构,该拓扑通过增加一个控制自由度,将直流侧电容中的二次功率转移至电感元件。针对该新型逆变器的拓扑特点,构造出相应的调制方法及控制策略。分析证明,该新型单相单级逆变器能有效抑制二次功率扰动,进而抑制直流电压的二次纹波分量,提高光伏系统的效率和并网电流质量。仿真与实验结果验证了该新型逆变器拓扑结构及控制策略的合理性和有效性。

基于电压空间矢量的有源滤波器无差拍电流控制方法

零阶保持器和计算时间产生的控制延时,影响有源电力滤波器的动态性能.为提高有源电力滤波器的电流跟踪动态性能,提出了一种基于电压空间矢量的无差拍电流控制方法.该方法利用无差拍电流控制算法确定参考电压矢量,结合电压空间矢量控制方法,可以快速和准确地跟踪参考电流,并可有效抑制系统电压对有源电力滤波器输出性能的影响.仿真和实验证明了该电流控制方法的有效性和可行性.

基于惯性自适应的并网逆变器虚拟同步发电机控制

虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制方法下的并网逆变器(Grid-Connected Inverter,GCI)在电网工况突变情况下存在输出功率和频率的超调和振荡现象。为改善GCI的动态性能,提出一种基于惯性自适应的VSG控制方法。该方法直接对采用VSG控制方法的GCI的功角曲线和输出特性曲线进行分析,推导出GCI的输出功率和频率变化率之间的关系。通过利用GCI虚拟输出功率和参考功率的偏差判断系统的四个加减速运行区间,避免对输出频率变化率的依赖。构造惯性自适应控制算法,通过参数的连续平滑调节,抑制GCI的输出功率和频率的波动。与现有方法相比,该方法不需要对频率直接微分,避免引入系统噪声;同时惯性参数能够连续调节,且变化范围更大。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

单相单级光伏发电实验系统中电流控制策略研究

为了抑制单相单级光伏实验系统输出电流中的低频谐波成分,提出了一种基于比例谐振控制的新方法。通过改进控制器结构,能够有效避免控制器对参考电流中低频谐波信号的放大;比较了新型电流控制方法与标准电流控制方法频率域特性。分析表明,新型电流控制方法在抗谐波扰动方面具有更好的性能。最后,给出了新型电流控制器参数的一般设计步骤,并通过仿真和实验验证了电流控制方法的正确性和有效性。

基于改进重复控制器的三相四线逆变器设计

提出一种基于改进重复控制器(modified repetitive controller,MRC)的三相四线逆变器设计方法,能够有效抑制非线性负载对输出电压的扰动。为解决重复控制器稳定性和控制性能之间的矛盾,在其补偿环节增加自由度-零相位滤波器;以误差衰减速率和滤波器的复杂度为优化目标,以系统鲁棒稳定性为约束,给出基于微粒群优化方法的零相位滤波器优化设计,构建基于鲁棒优化零相位滤波器的MRC。该MRC的优化设计考虑了系统的未建模误差,具有鲁棒性,更便于工业应用。三相四线逆变器采用载波调制,最大化利用直流电压,无需复杂的数据处理,易于实现。理论分析和试验结果证明了三相四线逆变器的MRC及其优化设计方法的有效性和可行性。

肉类保水性对水分快速测定的影响与改善方法

介绍了肉类中水分存在的形式与肉类水分快速测定的基本原理,研究了肉类保水特性及畜禽品种、肌肉部位、肌肉温度、pH值、宰后时间等影响肉类保水性的因素,探讨了肉类保水性对水分快速测定准确性与重复性的影响,提出了克服肉类保水性差异影响的多传感器多点观测肉类水分信息融合方法和基准值区别种类、品种方法,为肉类水分快速测定仪的设计奠定了技术基础.在此基础上研制的RSY-1肉类水分快速测定仪解决了国内外肉类水分快速测定的技术难题,已在全国推广应用.

基于FBD法的新型谐波电流检测方法研究

为提高有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)中谐波电流检测方法的性能,提出了一种基于FBD算法的新型谐波电流检测方法,该方法利用平均值电流计算环节取代传统FBD法中的低通滤波器,有效避免了谐波电流检测方法中存在的检测精度及动态响应和复杂计算等问题,并且在电网电压不对称情况下,该方法同样适用。给出了在稳态及突加负载的情况下,该算法的仿真测试结果,结果表明该算法具有动态响应速度快、检测精度高和实现简单的特点,具有很好的工程实用价值。

混合型有源电力滤波器主电路优化设计

在分析混合型有源电力滤波器(hybrid active power filter,HAPF)各元件参数对系统综合性能影响的基础上,提出一种基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的改进多目标优化算法,对高压HAPF的注入电路和有源部分进行了参数优化设计,为系统优化设计提供指导。对标准PSO引入非线性时变参数,避免了算法的早熟,通过引入一种新的全局最优粒子选择算子,提高了算法解的多样性。算例仿真和工程应用结果证明了该主电路优化设计的有效性。

微电网弱约束容性等效输出阻抗逆变器控制方法

绝大多数逆变器在低频时为感性输出阻抗。提出一种结合电感-电容-电感(LCCL)滤波器配置、采样电流选取以及虚拟阻抗控制器设计的控制策略,其为逆变微源等效输出阻抗建模提供一个可控自由度,使逆变器等效输出阻抗为容性阻抗。针对所提的LCCL滤波器,选取裂解点电流为采样电流,能够有效降低电流控制系统的阶次。同时,通过对LCCL滤波器电感、电容的配置,获得合理的虚拟阻抗控制器,使得逆变器的等效输出阻抗为纯容性。最后,对比仿真实验验证了所提控制方案的有效性。

基于ADALINE的有源电力滤波器预测电流控制策略(英文)

为有效补偿有源电力滤波器(APF)的控制延时,提出一种基于自适应线性神经元(ADALINE)的APF预测电流控制策略。该策略通过ADALINE预测下一控制周期的参考电流,根据两相静止坐标系下APF系统模型确定参考电压,利用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法,使APF输出电流快速、准确地跟踪参考电流。仿真与APF样机上的实际运行结果表明,和采用传统无预测算法的SVPWM方法相比,采用本文提出的预测电流控制策略,APF的稳态补偿精度和动态跟踪性能均明显提高。

基于SVPWM的二极管箝位式三电平逆变器在并联型有源滤波器中的研究

提出了改进型的空间矢量控制策略在APF中的应用。采用的主电路为三电平逆变器电路,与两电平电路对比,其补偿谐波效果明显增强,THD明显降低。同时,通过传统的SVPWM控制与改进的SVPWM控制算法分别驱动二极管箝位的三电平电路,仿真结果表明改进的SVPWM控制算法不仅适用于大容量、大电压电力系统中,而且算法简单,减少大量的三角函数的运算,为下一步实现并联型APF的装置有了可行性。