逆变式等离子切割电源双闭环控制策略

基于逆变式空气等离子切割电源非接触式引弧及切割过程对输出电压电流的控制要求,提出一种具有指令电流前馈的电流外环电压内环的双闭环控制策略,通过建立切割电源的等效数学模型,对双闭环控制系统进行了频域分析与设计。仿真和实验表明:所提控制方法具有响应速度快、超调小、负载适应性强和稳态精度高等优点,克服了传统控制方式下可能出现引弧失败的缺点,极大地提高了切割起弧成功率,并且对切割负载的扰动有很强的抑制能力。

三相并联式功率调节系统孤岛检测研究

提出一种适用于三相功率调节系统(power conditioningsystems,PCS)的带频率正反馈的主动移相式孤岛检测方法(active phase shift with positive feedback,APSPF)。通过引入频率误差形成主动移相角,并对系统的有功电流和无功电流采用不同的dq变换式,使得系统的有功不受频率误差的影响,而无功受控于主动移相角。给出APSPF法的检测盲区,分析该方法对无功功率控制精度的影响。针对多台PCS并联系统,分类讨论不同情况下的孤岛检测效果,分析各PCS频率检测误差对并联孤岛检测的影响。该方法易于实现,不影响并网电流波形控制能力,对系统的无功功率影响小,能适应不同的并网控制策略,且具有良好的鲁棒性,可以很好地适应多机并联系统。仿真和实验证明了所提孤岛检测方法的正确性和可行性。

基于滞后补偿的PWM逆变器控制策略研究

分析了离散域下PWM逆变器的可控自由度与被控自由度的关系。通过新增控制器输出量作为逆变器的状态变量以构成滞后补偿环节,同时引入相应的反馈系数以增加系统的可控自由度,使得离散化后的逆变器系统满足"控制器可控自由度与系统被控自由度相等"的约束条件,阐明了该新增环节与控制系统滞后时间的关系,提出了基于增广状态变量的双环控制策略,并通过极点配置法获得了期望的动态特性。仿真和实验表明:所提控制策略能保证逆变器系统稳定可靠,并且具有良好的动态和静态特性。

三相并网逆变器主动移相孤岛检测研究

提出了一种基于频率正反馈的主动移相(APSPF)孤岛检测方法,适用于三相并网逆变系统。该方法通过引入频率误差形成主动移相角,并对系统的有功电流和无功电流采用不同的d-q变换形式,使得系统的有功不受频率误差的影响,而无功受控于主动移相角。经分析表明,该方法易于实现,对系统的无功功率影响小,且不影响并网电流的波形控制能力。仿真和实验证明了所提孤岛检测方法的正确性和可行性。

储能逆变器预测控制误差形成机理及其抑制策略

在大功率储能系统中,由于储能逆变器开关频率低,采样、计算等引入的延时将恶化输出电能质量甚至引起系统的不稳定。采用预测控制可消除储能逆变器控制中延时的影响,但预测值受模型精确程度和输入扰动的影响与实际值存在差异。在储能逆变器数字化预测控制策略的基础上,推导预测误差与直流电压、负载电流和模型参数误差之间的传递函数,然后分析预测误差对逆变器数字化控制的影响,从而提出一种基于输出误差积分量和状态预测值的全维状态反馈控制策略,其外环采用输出电压误差积分以抑制预测误差,控制器采用后向差分形式的积分环节消除输出电压反馈引入的延时影响。该控制策略可有效消除逆变器控制中的延时,并且抑制了预测控制中的误差。最后设计一台30 kW原理样机,输出稳态误差由9%降到1%,验证了所提控制策略的正确性。

改进的解耦双同步坐标系锁相环的设计与实现

微网中的电压可能会存在较大的谐波和不平衡,因此要求锁相环(PLL)能够迅速、准确地确定电网正序电压的相位。提出的改进型解耦双同步坐标系PLL通过在q轴加入6次谐波的陷波器,可抑制电网中的5次负序电压和7次正序电压对锁相的影响。锁相程序在相位变化较大时改变正弦表的指针,在相位或频率变化较小时调节DSP周期寄存器。实验证明了该锁相方法的有效性。

基于Q-f曲线的储能系统孤岛检测方法

储能系统可工作于并网和独立两种模式。工作于并网模式时,需具备孤岛检测功能,既可保证系统的安全运行,又可提供系统切换为独立模式的条件。采用基于Q-f曲线的无功功率扰动孤岛检测法。首先,在单机运行条件下给出了该检测法的参数设计方法;其次,在并联运行条件下分析了该检测法的特性;最后,在两台并联运行的储能系统下进行实验。实验结果表明,该孤岛检测法可快速有效地检测出系统的孤岛状态,并联运行时,检测效果不受影响。

组合混联式充电电源及其功率均分策略研究

为适应大容量和模块化充电电源发展的需求,提出一种基于串并混联结构的充电电源,它由4个改进的移相全桥电路模块构成。该充电电源采用先恒流后恒压的两段式充电方法,控制器则采用电流环和电压环并联切换的结构,同时引入一种外环控制加平均电流的功率均分策略,并根据频域分析法设计了均流和均压控制器。最后,设计了一套2并2串的实验样机。实验结果表明,采用该充电电路拓扑和控制策略,输出电流和电压的不均衡度均小于5%,很好地验证了分析及设计的正确性。

逆变式空气等离子切割机的驱动电路设计

以2SD106A驱动模块为核心设计了一种适用于逆变式空气等离子切割机的驱动电路,阐述了电路的构成和工作原理,给出了电路的关键参数。实验结果证明该驱动电路抗干扰能力强,工作稳定可靠,延迟时间短,保护功能完善,很适合应用于电磁环境恶劣的逆变式空气等离子切割机。

独立光伏系统的储能变换器并联控制研究

大容量储能系统是解决独立光伏系统输出随机性、间歇性对供电质量和可靠性影响的有效途径。但由于受开关器件电应力和成本限制,单台储能变换器通常难以满足大容量储能需求,模块化并联技术是实现大规模储能的有效方法。这里针对两台用于独立光伏系统的储能变换器,提出并采用一种适用于大容量储能装置的分散逻辑并联策略,分析了其基本原理并设计了相关的重要控制参数。实验结果验证了此策略正确、可行。

电网不平衡条件下的光伏并网发电控制策略

分布式发电系统通常呈现弱电网状态,容易出现电网电压不平衡的情况,此时由于常规控制方案不能处理负序分量,将影响系统内并网逆变器的正常工作。为此,提出了一种解耦双同步坐标系用于获取不平衡电压的正序相位和负序相位;接着分析了不平衡电网下的瞬时功率模型,且通过一个负序分量正序旋转变换矩阵将需要补偿的负序分量注入正序控制坐标系,并引入准谐振控制器对负序分量进行无差跟踪和抑制电网电压谐波的影响;进而实现直流侧电压纹波的抑制,保证最大功率点跟踪精度和较小的并网电流总谐波畸变率。最后,搭建了一个10kW光伏并网逆变器实验平台验证了该方案的正确性和可靠性。

光伏储能逆变器系统结构研究

从技术难易度、能源利用效能、成本、应用领域四个方面,针对微电网中常见光伏储能系统结构进行对比分析,提出了一些新的光伏储能系统并给出其优缺点分析。所述结果有助于全面理解光伏储能系统结构,对于产品开发中的系统结构设计人员及系统集成专业人员设备选型有重要价值。

一种新型光伏储能逆变器系统

针对家庭使用的光伏储能系统,提出了一种新型光伏储能逆变器系统结构。系统由两个DC/AC变换器背靠背组成,利用直流母线电容使得电网侧与负荷侧解耦。系统具有好的并、离网直接纯无缝切换特性。最后进行了仿真验证,仿真结果证明了系统的稳定性和可靠性。