能馈型交流电子负载直流电压分析及控制技术研究

能馈型交流电子负载结构为交直交两级结构,直流部分稳定是两级解耦的前提,为达到负载模拟及实时逆变并网的要求,直流电压稳定控制研究十分必要。从整体角度建模,分析了交直交电参数耦合关系以及动态功率平衡问题,根据直流电容等效电路图,着重分析直流电压波动的原理,提出了直流电压外环控制策略,并通过仿真进行了验证,结果表明该控制策略可行,对交直交系统稳定具有重要意义。

基于电流跟踪的电子负载控制方式研究

为了达到交流电子负载实时跟踪模拟负载参考电流的目的,参考Delta变换器的工作条件,通过对交流电子负载三角波调制方式和滞环控制方式工作特性的理论分析,对比了两种方式的优缺点:三角波调制方式的开关频率固定,电流跟踪误差在三角波幅值之内,低频时电流跟踪精度较差,放大器增益有限,电流误差开关周期平均值不为0,易产生低次谐波,含有三角波同频及其倍频谐波,当电流误差波形斜率高于三角波斜率时,比较器会出现多个相交比较点,导致很高的开关频率;而滞环电流控制电流响应快,但谐波丰富,不利于滤波。推导得出了滞环宽度和开关频率的函数关系,提出了一种固定开关频率的滞环控制方式,并通过仿真计算验证了该控制方式的优越性。

交流跟踪最优控制技术在移动电站中的应用

为解决目前移动电站所用控制技术使电站存在输出电压稳定度差、负载变化时调节时间长的问题,提出了电站的交流跟踪最优控制技术模型,从理论分析和建模仿真两方面研究了该技术应用的可行性及优越性,并与传统励磁控制技术对电站输出电能质量的影响进行了比较。仿真结果表明:交流跟踪最优控制技术可以在电站控制中获得应用,相较于传统励磁控制技术,前者能够明显提高输出电压稳定度,改善输出电能质量。

最优控制在提高移动电站动态稳定性中的研究

从理论角度分析移动电站电力系统的动态过程,并进行了线性化,将整个过程表示为一个微分方程,通过对该方程的特征根分析,得到在一定条件下系统的总阻尼是守恒的结论,并且分析了不同放大倍数和励磁时间常数时系统的阻尼特性和系统的振荡情况。为了提高移动电站动态稳定性,引入最优励磁控制方式,对线性化的动态系统,求解相应的Riccati方程,得到控制规律,并采用MATLAB仿真电站动态时电压变化,结果表明最优励磁控制方式优于传统励磁控制方式的动态特性。

基于交流跟踪技术的移动电站励磁控制研究

针对传统的移动电站采用恒励磁方式和直流采样的方式导致电站供电质量不高的问题,本文采用励磁交流技术,为军用移动电站提出了一种能够实现精密调压并且具有抗干扰能力的输出电压自动调节技术。通过实验仿真,使移动电站在各种负载条件下能够保证其输出电压稳定,大大提高了军用电站移动的整机性能。

基于改进双抛物线的电流跟踪技术控制算法

为了克服抛物线法电流控制技术存在的抛物线基准电流环不易实现、转换点检测不精确的问题,基于脉冲宽度调制(PWM)变换器的电流控制模型,提出了一种改进的双抛物线电流控制算法,通过公式推导计算精确转换点,并通过仿真对比了双抛物线及其改进技术的3种算法。结果表明:牛顿-双抛物线电流控制技术较斜线双抛物线电流控制更精确,其PWM信号周期基本恒定;且与一般的双抛物线电流控制相比,该方法简化了比较电路,提高了转换点的抗扰性,控制过程更易实现。研究结果表明改进的牛顿双抛物线控制技术结合了双抛物线和斜线双抛物线两者优点,更具可行性和优越性。

基于周期观测的幅值可变双抛物线电流控制技术研究

为了使PWM变换器能够实时精准控制输入电流,在能馈型电子负载的实际应用中,针对前级电流跟踪控制中采用的双抛物线电流控制算法,分析了引起双抛物线幅值波动的不同因素,进而影响电流的跟踪效果,提出了一种基于观测补偿的幅值可变的双抛物线电流控制方法.本文采用了牛顿迭代法实现对下一周期值的观测估计,并且通过周期和幅值的关系来确定反馈值,对下一时刻的幅值进行补偿.最后本文通过仿真验证了该方法的有效性,实现了周期恒定的电流实时跟踪.

基于交流跟踪的同步发电机最优励磁控制技术研究

针对同步发电机采用传统PID控制不能很好地满足电力系统对抑制振荡、提高动态稳定极限等方面要求的问题,提出了一种基于交流跟踪的同步发电机最优励磁控制方法;给出了基于拉格朗日方法的同步发电机励磁系统偏差线性化模型,分析了最优励磁控制量的确定方法,建立了基于最优励磁控制方法的同步发电机系统仿真模型。仿真结果表明,与传统PID控制方法相比,最优励磁控制方法能够实时控制同步发电机励磁系统,确保了同步发电机的输出稳定性。

基于STF算法的移动电站交流跟踪控制

利用电站同步发电机非线性数学模型,通过强跟踪滤波(Strong track filter,STF)算法实现电机状态估计,结合交流跟踪励磁控制技术,从理论上对发电机非线性状态模型的参数观测和交流跟踪励磁控制作了详细分析。并经过仿真试验验证,将得到的结果和传统励磁控制比较,证明了基于交流跟踪技术的移动电站控制研究的可行性和优越性。

交流电子负载的谐波间谐波机理分析研究

分析了馈能型交流电子负载谐波间谐波产生的机理,基于馈能型电子负载工作原理,对电子负载输出信号进行研究,得出输出信号含有谐波间谐波等多种成分.采用MUSIC算法估计电力谐波信号频率,针对电力信号实值的特点,对MUSIC算法进行相应改进,获得较高的检测精度,同时对比了FFT算法的频率估计结果,得出MUSIC对电力谐波信号尤其是间谐波等负载谐波具有更高的精度,对电力系统监测及电能质量评估有较大应用价值.

基于matlab的移动电站最优励磁控制仿真

研究同步发电机的数学模型,并进行建模和仿真。对投入负载时的机械、电气性能进行仿真分析,通过最优励磁控制和传统控制结果的比较,说明了基于matlab的同步发电机最优励磁控制的可行性和优越性。

基于气隙磁场定向的无传感器交流跟踪励磁控制

为提高电站输出电压的瞬态、稳态性能指标和供电系统的安全及整体性能,采用气隙磁链分析的方法,分析了电压瞬间跌落的成因和大小,结合扩展卡尔曼滤波(EKF)、磁链观测技术和交流跟踪励磁控制技术,对同步发电机非线性状态模型的参数观测、无传感器气隙磁场定位和交流跟踪励磁控制,进行了详细的理论分析。根据具体电站供电系统参数,经过仿真分析和验证,并与传统励磁控制效果比较,发现建压时间缩短至原来的1/2,电压稳定时间缩短至原来的2/3,功角变化迅速,机械冲击小。

电子负载直流侧电压分析及滤波技术研究

电子负载的直流侧作为输入、输出能量之间交换的一个桥梁,在系统中起着重要的作用,其直流电压保持一个额定的水平可以使整个系统稳定的运行。在分析系统结构的基础上,从瞬时功率平衡角度出发,对直流侧电压及其谐波进行了分析计算。在此基础上,设计了相应频率的IIR陷波滤波器对直流侧谐波进行滤除。并在Matlab/Simulink中对应用IIR陷波滤波器的电子负载进行仿真,仿真表明,IIR陷波滤波器对直流侧谐波有着良好的滤波效果。

交流电子负载中电感参数的选取

为了实现电子负载中实际电流快速跟踪指令电流的目的,电路采用了电压型PWM变换器实现负载特性的模拟,通过滞环电流控制方法对交流侧电流进行控制来实现快速跟踪指令电流;针对电感选取缺乏理论基础的缺点,分析了交流电子负载中电感电流的变化规律,从快速跟踪指令电流、开关管频率限制以及抑制谐波三方面综合考虑给出了电感参数范围确定的方法,并最终确定了电子负载中电感的选取范围,最后在matlab/simulink中建立了仿真模型。仿真结果表明,选取合适的电感有助于快速跟踪指令电流和提高波形质量,同时也证明了该选取方案的有效性和可行性。

基于PI控制的交流电子负载内环电流控制的改进

针对交流电子负载内环电流PI控制存在抗干扰能力差的缺点,在分析交流电子负载的主电路结构及其控制方法的基础上,提出将扰动电压前馈的复合控制方法,在保持内环电流PI控制器跟踪速度的前提下,提高了系统的抗干扰能力,并通过对交流电子负载的建模,按照典型型系统整定方法,确定了PI控制器中参数的大小,仿真表明,该方法能够很好的抑制电压侧带来的扰动,实现交流电子负载负载模拟的功能。

励磁系统参数对发电机组力矩特性的影响

为分析励磁系统参数对柴油发电机组力矩特性的影响,采用偏差化和线性化的方法,推导了柴油发电机组动态线性化方程,得到了体现其性能的同步力矩和阻尼力矩表达式,分析了同步力矩和阻尼力矩与线性化方程各参数以及励磁系统参数之间的关系,并结合具体发电机组参数,进行了仿真实验。仿真结果表明:感性负载较强时,励磁系统参数对同步力矩影响较大;稳态运行时,励磁系统参数对阻尼力矩影响较大。

基于变步长LMS的谐波电流检测方法的研究

能否快速准确检测出三相电力系统中谐波电流是决定有源滤波器整体滤波性能的关键.基于瞬时无功功率的谐波电流检测理论,提出了一种改进的自适应滤波器谐波检测算法,通过构造步长因子与误差信号的非线性函数,调整步长参数,使权向量达到最优,在确保稳态误差的前提下,提高了系统的收敛速度.仿真实验验证了该算法的正确性和有效性.

基于重复控制的前馈补偿方法研究

军用移动电站的并网系统在向电网馈电的过程中,当电网电压波动,特别是系统工作于轻载时,会使并网系统输出电流畸变,电流谐波含量增高.在研究传统并网电流控制的基础上,首先提出将重复控制引入电网电压前馈控制计算中,达到抑制电网突变对系统前馈的影响和消除电网周期性扰动产生的电流畸变的目的,提高了系统稳定性;然后采用前馈控制和PI控制器串联方式,保证系统的动态性能.实验结果表明,基于重复控制的前馈补偿方法便于实现,该方法能够降低并网电流总谐波,提高系统稳态特性和并网输出电压质量.

Sandia频移法在电子负载孤岛检测中的应用研究及参数优化

以单相馈能型电子负载为研究对象,详细分析了Sandia频移式孤岛检测法(SFS)原理,描述其检测盲区,并对SFS算法中的参数进行优化。与此同时,将SFS与Sandia电压偏移法(SVS)结合,并辅助过/欠频率、过/欠电压保护,形成一种复合型的孤岛检测法。最后在MATLAB/Simulink环境下,搭建了仿真模型,仿真结果表明,参数优化后,系统可实现特定负载下的无盲区检测,将SFS和SVS结合使用明显提高检测效率,能够快速有效地进行孤岛保护,输出电能质量较高,验证了设计方案的可行性和优越性。

馈能型电子负载在移动电站测试中的应用研究

传统负载应用于电站测试时具有能耗高、体积大、负载特性模拟不灵活等缺点,设计了馈能型电子负载以解决上述问题.重点研究了负载模拟技术,通过分析电子负载的拓扑结构,确定了交流侧电感的取值范围,并将滞环控制应用于电子负载的电流控制中.在此基础上,对馈能型电子负载应用于电站测试时的稳态负载和负载突变进行了仿真及实验验证.研究结果表明,电子负载很好地实现了模拟负载的功能,电流和电压同所设定的模式一致,验证了控制方案的正确性.