面向新疆某高校本科生《电路》教学改革探讨

新疆是我国“三基地一通道”,是“西部大开发”“西电东送”的能源基地,构建新型电力系统是能源战略,培养能源、电气等专业人才是新疆可持续发展的关键之一。《电路》课程是大学本科电类专业计算分析类基础课程,具有很强的理论性和实践性,在教学过程中,教学方法和教学模式存在一些弊病,《电路》课程教学的改革创新势在必行。文章重点对适合新疆本科生的《电路》教学改革进行研究。首先对《电路》教学中存在的问题进行详细分析:学生差距大,积极性不高,教学模式贫乏等;其次,针对这些问题,提出适合新疆本科生教学的改革方案:积极鼓励提高自主能力教学、多样化信息教学。实践证明,改革后的教学模式,大大提高学生的学习兴趣和积极性,有助于培养新疆可持续发展的专业人才。

山区型温室群光储混合供电系统仿真研究

随着传统农业技术的不断提升,“五位一体”温室大棚种植、养殖规模得到进一步扩大,大规模温室群的耗电量陡增,研究可再生能源温室群供电技术是亟需解决的问题。以光储小型供电系统为研究对象,搭建一种新疆维吾尔自治区和田地区山区型温室群光储供电系统仿真模型。根据地区峰值日照时数和温室群用电规律,设定光伏阵列安装容量及型号、电路配置、储能系统充放电电路等参数,研究光伏电池工作原理和最大功率追踪点控制、混合储能系统功率分配与充放电控制策略,并在Matlab/simulink中搭建仿真模型,验证山区型温室群光储供电系统模型的有效性,研究结果为后续搭建温室群供电系统硬件提供理论参考。

带超级电容的光伏发电微网系统混合储能控制策略

为保证微电网系统稳定运行、各发电单元之间功率平衡以及输出电能质量良好,采用混合储能装置作为含光伏发电微电网系统的储能部分。提出了含光伏发电单元的微电网系统并网运行时各储能单元和直流母线电压的控制策略。当光伏发电并网系统的能量管理采用功率分配型控制策略时,直流母线电压幅值的稳定受发电单元侧控制,通过控制微电源与三相逆变器输送给电网能量之间的平衡来保持直流母线电压稳定;当新能源或本地负载功率发生突变时,由于蓄电池和超级电容储能装置具有较好的能量互补特点,通过控制蓄电池吸收或释放低频功率,超级电容吸收或释放高频功率,可以抑制负载突变对直流母线造成的冲击。仿真和实验结果表明,上述控制策略能有效、快速地调节系统有功、无功功率输出,抑制微电网系统负荷突变引起的功率波动,改善系统输出电能质量,提高系统的可靠性和稳定性。

引入虚拟阻抗的并联逆变器新型下垂控制策略

在微网逆变器并联运行系统中,由于各逆变器之间的线路距离不同,导致其输出总阻抗不同且呈阻抗特性,传统的下垂控制无法得到正确运用,系统不能实现功率精确分配。为了解决这个问题,本文在传统下垂控制算法理论的基础上,提出一种引入虚拟阻抗的新型下垂控制策略。当负载突变时,该控制策略能保证母线电压幅值和频率的稳定,抑制两台逆变器系统之间的无功环流,实现系统有功、无功的精确分配,并且通过引入功率微分环节,提高了系统的动态响应。仿真分析验证了本文控制策略的可靠性。

微电网系统母线电压和频率无静差控制策略研究

当外电网发生故障时,微电网系统与外电网断开,运行在孤岛模式。此时,由于微电网系统失去了外电网的支撑,微电网系统交流母线电压和频率需要采用下垂控制。针对传统下垂控制导致电压和频率存在静差问题,分析控制参数对微电网系统逆变器输出阻抗的影响,并研究系统输出阻抗呈感性的方法。在此基础上,提出无通讯线时消除电压和频率静差问题的控制方法,并分析下垂系数对系统稳定性的影响。最后,通过仿真和实验对控制方法进行了验证,仿真结果表明采用下垂曲线平移的办法减小静差,有功-频率和无功-电压下垂曲线垂直上移,没有发生明显的波动,而且按照设定的下垂系数比例进行合理分配;负载从680 W突增至1 050 W,再从1 050 W突减至680 W,两台逆变器输出电流迅速满足负载突变的要求,而且负载突变对母线电压影响较小。结果表明本文控制方法的正确性和可行性,研究结果将对微电网的稳定运行提供一定的理论及实验指导。

基于LCL型三相并网逆变器的改进PR控制策略研究

虽然以d-q坐标系下矢量控制为代表的线性控制可以消除系统稳态误差问题,但是系统存在功率耦合问题,使系统难以在功率单位因数下稳定运行。文章在传统电流PI控制的基础上,提出一种基于静止α-β坐标系下的PR控制,并对该控制策略进行改进,减少了一些复杂的坐标变换。在动态对比仿真中表明,采用改进PR控制的并网逆变器具有较好的动态响应性能,能实现电流无稳态误差跟踪电流参考值,在入网电流发生突变后能快速跟踪电网电压,并实现了有功无功的解耦控制。经过谐波含量分析,改进的PR控制策略也具有一定谐波抑制能力。

两级式光伏并网逆变器无差拍控制研究

针对两级式三相光伏并网逆变器的特点,文章采用瞬时功率外环和无差拍控制电流内环的双环控制策略。推导了三相光伏并网逆变器的离散数学模型,外环采取瞬时功率控制方法,省略了传统无差拍电流控制方法中的电流预测环节,简化了逆变器的控制系统。仿真结果表明,在光照导致光伏电池输出功率波动的情况下,该控制策略依然能保证光伏并网逆变器最大限度地输出功率,且并网逆变器的输出电流能够准确、快速地跟踪电网电压,实现了功率因数接近1。

低压微网中永磁风力发电系统逆变器并网/孤岛模式控制切换（英文）

在低压微网中,以永磁风力发电并网系统的逆变器为研究对象,主要研究了风力发电系统在并网和离网两种模式下系统逆变器的控制策略。由于风能自身的特点,风力发电系统可能处于并网和脱网两种模式下运行,而系统中逆变器的控制性能成为系统平滑稳定切换的核心之一。该文提出了一种新的并网逆变器在不同的运行模式下的控制策略。当系统并网运行时,逆变器电流内环采用瞬时电容电流改进的谐振控制,解决了因LCL三阶滤波器引起的系统震荡问题,且输出电流具有良好的动态跟踪性能;电压外环采用瞬时平均功率跟踪控制,实现了逆变器按给定功率稳定输出,保证了发电系统向电网馈入高质量的电能。当系统脱网运行时,电压外环采用基于无功下垂系数调节的电压PI控制,内环控制保持不变,当负载突然改变时,保证了发电系统具有较快动态响应性能,且向负载提供稳定功率。经过仿真分析,有效验证了所提控制策略的准确性和可靠性。

永磁直驱风力发电并网逆变器电流滞环控制

永磁直驱风力发电系统网侧逆变器采用单电流环控制时,其稳定性不足,输出电流谐波含量大、电能质量下降。文章分析了含有LCL滤波并网逆变器的数学模型,提出了瞬时功率外环、电流滞环内环的控制策略。通过仿真结果表明,在该控制策略下,并网系统输出的电流波形较好,谐波含量低,具有良好的动态跟踪响应特点,并满足了风力发电并网的控制要求。

风力发电系统网侧逆变器双闭环控制策略研究

针对风力发电系统经过并网逆变器与外部电网连接时,系统向电网输送的电能必须满足电网的电压和频率要求。在分析系统变流器的数学模型基础上,对网侧逆变器提出了一种基于无功电压调节的电压电流双闭环控制策略,通过调节无功实现系统母线电压幅值稳定,也实现了系统有功无功解耦控制,且输出电流谐波含量少,使系统向电网输送稳定、恒频率的电能。经过仿真分析,在负载变化情况下系统可实现稳定控制及具有良好的电流鲁棒性,有效验证该控制策略的可行性和准确性,对风力发电并网技术研究具有一定的实用价值。

基于新型下垂控制的逆变器孤岛并联运行研究

在逆变器孤岛并联运行系统中,由于线路阻抗的影响,会造成线路电压损耗,传统的下垂控制无法有效实现系统功率的合理分配。针对这问题,本文先分析传统下垂控制的算法,并结合逆变器输出阻抗和线路阻抗,提出一种新的下垂控制策略。分析了系统功率与电压、频率的关系,讨论了系统中两台逆变器并联运行时产生环流的机理;引入功率微分环节,提高系统动态响应。采用新型下垂控制,有效减小了负载突变时母线电压幅值和频率的波动,抑制系统逆变器之间的无功环流,实现系统功率精确分配,提高了系统的稳定性。通过仿真验证了该控制策略的可行性和实用性。

电流跟踪型PWM直流电机双闭环调速系统仿真

针对传统PID控制器不能满足直流调速系统动态性能要求,无法获得调速系统较高的控制精度的不足之处,在没有建立精确的直流电机调速系统的数学模型情况下,对调速系统转速外环采用准PR控制器,电流内环采用经典的PI控制器的双闭环反馈控制,不仅满足了系统的稳定控制精度的要求,而且提高了系统的动态响应性能。经过对比仿真结果表明,采用的控制方法能够较好克服传统PID控制器存在的不足,减小了系统的超调量,改善了系统的动态响应速度,对直流电机调速控制系统的性能优化问题具有一定的实用价值。

基于电感电流无差拍控制的三相并网逆变器

针对传统并网逆变器的电流矢量PI控制存在功率耦合问题,需要进行复杂的解耦控制,难以实现并网逆变器系统无稳态误差控制。为了解决这一问题,文章采用瞬时功率外环和电感电流无差拍内环的控制策略,推导了三相并网逆变器的离散数学模型,减少了大量坐标变换,简化了并网逆变器控制系统的设计。通过Matlab仿真结果表明,在并网电流发生变化时,该控制策略仍可以实现并网逆变器输出有功、无功的功率解耦,且并网逆变器的输出电流具有良好的动态跟踪性能,电流谐波含量较低,满足并网要求。

低压微网逆变器孤岛运行控制策略研究

低压微网系统中的逆变器孤岛运行时,由于失去电网电压和频率的支撑,逆变器的控制变得困难。在负载突变情况下,容易引起微网交流母线电压和频率幅值的波动,导致微网系统无法提供可靠的电能;当逆变器并联处于孤岛运行时,微网系统要求各台逆变器能够按各自容量实现功率精确分配,同时还应具有较快的动态响应能力。针对以上问题,文章逆变器的外环控制采用改进功率下垂系数调节的电压PI控制、内环采用瞬时电流PR双闭环控制,保证负载突变时具有较快的动态响应速度和无稳态误差控制。仿真结果验证了文章控制策略的可靠性。

改进PR控制在直驱风机变流器中的应用

直驱永磁风力发电机的变流器通常采用基于PI矢量控制。传统的PI控制需要进行复杂的坐标变换,引入交叉耦合项和前馈补偿项,会影响系统的鲁棒性和动态响应效果。针对此类问题,提出一种改进的PR控制器,将其应用于直驱永磁风力发电机的变流器。分析其原理,并在PSCAD中建立系统仿真模型,验证改进的PR控制器的优势,证明该控制策略应用在直驱永磁风力发电机变流器中的有效性。

带LCL滤波的并网逆变器改进PR控制策略

针对同步旋转d-q坐标系下的矢量控制需要复杂的坐标变换,又很难消除系统稳态误差的问题,为并网逆变器的控制提出了一种基于2相静止坐标系下带LCL滤波的改进PR控制器的新控制策略,减少了一些复杂的旋转坐标变换,简化了控制算法。该控制策略能够实现电网电流无稳态误差跟踪交流指令信号,同时实现了静止坐标系下有功无功(PQ)的解耦控制。最后经过仿真表明,采用改进PR控制器的并网逆变器具有优良的动静态控制性能,实现了电流无稳态误差跟踪,对低次谐波以及指定次谐波具有很强的抑制能力,具有重要的实用价值。

微网孤岛模式下逆变器双闭环控制策略

微网系统孤岛运行时,失去电网电压和频率的支撑,传统的单闭环电压控制已经无法满足对逆变器的有效控制。文章在传统单闭环电压控制的基础上,加入电流内环,采用电压预同步控制,对交流母线电压和频率有效控制,减小逆变器输出电流对电网的冲击。引入电容电流前馈解耦,保证逆变器输出功率实时满足不同负载的功率变化,提高了系统带感性负载时的稳定性。通过仿真分析,该控制策略实现了交流侧母线电压和频率的稳定,且系统带不同负载时,逆变器具有较好的动态响应性能,验证了该控制策略的有效性和正确性。

基于LC滤波并网逆变器的电流跟踪型控制策略

在并网逆变器系统中,LC滤波器已经得到了广泛的应用。与传统的单L滤波器相比,LC滤波器具有更优的滤波性能,对高次谐波具有良好的衰减作用。在LC滤波器的基础上,提出网侧逆变器采用电流跟踪型控制策略,使得电压电流具有很好的跟踪性能,实现了系统良好的动态响应性能。并推导出电流跟踪型控制策略下系统的传递函数,进一步分析基于LC滤波系统的稳定性。最后,通过Matlab/Simulink软件进行仿真分析,有效地验证了该控制策略的可行性和准确性。

双馈风力发电系统并网逆变器不同控制策略分析

双馈风力发电系统并网逆变器采用并网电流反馈PI控制,虽然在理想电网条件下能够实现逆变器控制系统高功率因数、低稳态误差的性能,但存在电网谐波干扰情况时,系统的动稳态跟踪性能变差;此外,PI控制器可以直流信号实现零稳态误差,但无法消除交流信号的谐波分量,且需要多次的复杂坐标变换和解耦控制。由此,提出一种基于并网电流反馈、电容电流反馈的多谐振PR控制,提高了系统控制精度;引入低次谐波补偿项后,能够有效抑制并网电流波形畸变。仿真结果证明了提出的控制策略不仅能实现对交流信号无静差控制和具有良好的动稳态跟踪性能,而且系统并网电流的谐波含量较少,满足电网对风力发电系统并网的要求。

低压微网中永磁风力发电系统逆变器控制策略研究

在低压微网中,以永磁风力发电并网系统的逆变器为研究对象,主要研究了风力发电系统在并网和离网两种模式下系统逆变器的控制策略。对于系统处于并网和离网情况下,逆变器电流内环采用瞬时电容反馈电流控制,有效解决了因LCL滤波器引起的系统不稳定控制问题。针对两种不同模式下,对并网模式下系统的逆变器控制采用瞬时功率外环、瞬时电容电流PIR内环控制;离网模式下采用负载电压为外环、瞬时电容电流PIR控制为内环的双闭环控制。经过仿真分析,外环瞬时功率控制实现了风力发电并网系统逆变器给定功率控制,在系统输出功率发生变化的情况下,电流具有快速精确的动态跟踪性能,实现了系统功率解耦控制,保证了系统输出高质量电能,有效验证了文中控制策略的可行性。