基于不对称正负反馈效应的PQ功率控制并网逆变器稳定性分析

针对弱电网下PQ功率控制并网逆变器的稳定性问题,该文通过构建有功/无功环的小信号控制框图,首次揭示弱电网下PQ功率控制是一种不对称控制的本质,即无功环控制器会在有功和无功控制环中形成不对称的正负反馈环路。同时,基于PQ功率环小信号控制框图的不对称现象,揭示有功/无功环控制器参数变化对并网逆变器稳定性影响存在差异性的机理,指出无功环控制器参数变化对并网系统稳定性的影响程度要明显强于有功环控制器参数变化。在此基础上,借助有功与无功环小信号控制框图中的正负反馈效应,分析并网逆变器稳定性随无功环控制器参数增加而出现先增强后减弱的“拐点”现象。最后,通过仿真与实验验证了该文理论分析的正确性。

基于电流正负反馈环效应的弱电网下并网逆变器稳定性分析

弱电网下直流母线电压外环及电流内环控制给并网逆变器(grid-connected inverters,GCIs)带来的稳定性问题已被广泛关注,然而电压外环和电流内环控制器参数对GCI稳定性影响存在差异性的现象及其机理却尚未得到直观解析。为此,通过构建考虑直流母线电压动态的GCI小信号数学模型,并通过一系列控制框图等效变换,直观揭示了弱电网下电流内环控制器会经过电网阻抗及锁相环在直流母线电压控制环中形成正负反馈环效应的内在机理。同时,基于GCI的阻抗模型以及控制环路中存在的正负反馈环效应,解析了电压外环与电流内环控制器参数变化对GCI稳定性的影响特性。在此分析基础上,指出GCI稳定性对电流内环控制器参数变化更加敏感;而动态调节特性则对电压外环控制器参数变化更加敏感。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

弱电网下具有新型PLL结构的并网逆变器阻抗相位重塑控制

针对弱电网下并网逆变器的稳定性控制问题,首先,构建一种对弱电网表现友好的新型锁相环结构,该新型锁相环能够附加必要的惯性与阻尼,抑制逆变器运行状态突变导致的锁相环输出频率幅值大幅度波动问题,并从阻抗的角度出发,对逆变器并网系统的等效输出阻抗相位特性进行重塑,提高其与电网阻抗交截频率处的相位裕度。该阻抗重塑控制策略分为新型锁相环阻抗重塑与逆变器控制环阻抗重塑2部分,然后,通过在新型锁相环结构的前级附加自适应谐振积分滤波器结构重塑锁相环阻抗,使可保持逆变器并网系统稳定的相角可行范围向低频段移动;在此基础上再对逆变器控制环阻抗进行重塑,使逆变器等效输出阻抗的相频特性向相角增大的方向移动,保证逆变器并网系统具有充足的相位裕度。阻抗重塑控制策略的引入在不牺牲锁相环带宽频率的情况下,不仅拓宽了并网逆变器对电网阻抗的适应范围,而且还提高了其电流控制的稳态和动态性能。最后,通过实验验证了所提理论分析的正确性以及所提控制策略的有效性。

弱电网条件下基于阻抗的稳定性判据重塑

弱电网条件下电网阻抗所具有的不确定性以及宽范围变化特性会严重影响逆变器并网系统的控制性能,甚至可能导致系统不稳定。当前利用电网阻抗与逆变器等效输出阻抗的比值来判定系统是否稳定的阻抗分析法,虽然在一定条件下可以判定逆变器并网系统的稳定性,但存在表征系统稳定性裕度不准确,以及当逆变器控制参数发生变化时可能导致的传统基于阻抗的稳定性判据不再适用的问题。针对上述传统阻抗分析法存在的不足,对传统基于阻抗的稳定性判据进行了重塑,重塑后基于阻抗的稳定性判据不仅能够精确表征系统的稳定性裕度,而且对变参数控制并网逆变器也具有普适性,保持了阻抗分析法的优良特性。最后,在弱电网条件下,以三相LCL型滤波的并网逆变器模型为基础,通过仿真分析验证了文中理论分析的正确性与重塑方案的可行性。

具有复数滤波器结构锁相环的并网逆变器对弱电网的适应性研究

针对传统的同步旋转坐标系锁相环结构的逆变器并网系统,结合复数滤波器基波正序电压提取特性,构建具有复数滤波器结构锁相环的逆变器并网系统(CFPLL-GIS)。在此基础上充分考虑锁相环影响,建立CFPLL-GIS的阻抗模型,并通过基于阻抗的稳定性判据分析,说明复数滤波器结构的引入可以提高逆变器并网系统等效输出阻抗在中频段内的相角,能够显著改善逆变器并网系统对弱电网的适应能力;同时结合CFPLL-GIS的结构特点并以逆变器并网系统的环路增益为设计指导,提出一种逆变器并网系统等效输出阻抗重塑控制策略,改善系统的阻抗特性,保证逆变器并网系统具有充足的稳定裕度,进一步拓宽CFPLL-GIS对电网阻抗的适应范围。最后,通过仿真和实验验证了本文理论分析的正确性以及所提控制策略的有效性。

弱电网下具有定稳定裕度的并网逆变器阻抗重塑分析与设计

针对弱电网下并网逆变器的稳定性控制问题进行了研究。该文以重塑的基于阻抗的稳定性判据为理论基础,以电流双闭环控制三相LCL型并网逆变器为模型,建立并网系统的诺顿等效串、并联阻抗数学模型;通过分析等效输出阻抗的特点,选择对逆变器的并联等效输出阻抗进行重塑;该阻抗重塑控制技术包含电网阻抗检测、相位裕度补偿和幅值矫正三个单元,重塑后的等效阻抗模型在电网阻抗宽范围变化时始终能够保持逆变器并网系统具有恒定的稳定裕度,与此同时在考虑电网阻抗存在检测误差的情况下,依旧能够保证系统具有良好的稳态和动态性能。最后,通过仿真和实验验证了文中理论分析的正确性以及所提阻抗重塑控制技术的有效性。

弱电网下PLL结构引入的不对称正反馈环路对并网逆变器稳定性的影响分析

弱电网下锁相环(phase-locked loop,PLL)结构引入的不对称正反馈机制会恶化并网逆变器(grid-connected inverter,GCI)系统的稳定性。在相同的主电路参数与控制环参数下,通过分别构建dq域与αβ域下GCI控制环路的小信号模型,αβ域下GCI相较于dq域少引入1条PLL正反馈环路。分析比较αβ域下GCI系统的稳定性强于dq域的原因,并对PLL结构引入的不对称正反馈环路在小信号模型中的位置差异性进行解析,揭示不同位置的不对称正反馈环路对GCI稳定性的影响程度与影响机理。最后,通过仿真与实验验证本文所提分析方法的正确性与有效性。

桥式限流与动态电压恢复器融合设计及控制方法

针对传统故障限流器利用率低、动态电压恢复器易受到短路电流冲击的问题,该文提出一种桥式限流与动态电压恢复器融合设计拓扑结构,简称多功能型动态电压恢复器(MF-DVR)。通过复用直流侧泻放支路为限流支路,配合串联逆变器的控制,可有效地限制短路电流的大小并保护系统设备安全。该拓扑具有两种工作模式:当电网电压发生暂升暂降时,工作于电压补偿模式,类似于传统动态电压恢复器;当负载侧发生短路故障时,工作于短路限流模式,类似于传统固态限流器。该文详细分析其拓扑结构、工作原理以及控制策略;通过Simulink仿真和RT-LAB硬件在环实验验证了所提拓扑及控制方法的正确性以及电压补偿、短路限流功能的有效性。

具备电压质量调节能力的串并联一体化多功能变流器

针对微电网中突出的电压质量问题和新能源的消纳需求,提出一种可同时实现电压质量调节和并网功率调控的串并联一体化变流器,简称多功能变流器(MFC)。在单相全桥逆变器的基础上,通过构造和复用直流侧电容支路,所提拓扑便可解耦和独立控制逆变器两桥臂,从而实现对其输出电压和输出电流的独立控制,同时实现多种功能。根据电网状况将其分为两种工作模式:电网电压正常时,工作于并网功率调控模式,实现对新能源发电的充分利用;电网电压波动时,工作于功率调控兼电压调节模式,可同时实现对功率的调控和对电压波动的补偿。该文首先详细分析了不同模式下电路的导通状态,建立电路模型说明原理;然后设计了控制策略并分析稳态误差;最后利用Simulink仿真及RT-LAB硬件在环实验,验证了所提拓扑与控制方法的正确性和有效性。

基于最小能量补偿法的串联电容耦合型动态电压恢复器运行特性分析

传统动态电压恢复器(DVR)采用同相补偿法治理电压跌落问题时,逆变器输出电压幅值小但有功需求大,而采用最小能量补偿法时,降低了有功需求的同时却增大逆变器输出电压,二者优势难以兼具。基于此,该文提出一种串联电容耦合型DVR,通过与最小能量补偿法的配合,所提结构不仅可实现最小有功输出,还可以显著降低逆变器的输出电压,从而有效地降低逆变器的容量和直流侧电压等级。首先,介绍了串联电容耦合型DVR的基本电路结构及工作原理,并对比分析了其在输出电压大小、功率等级方面的优越性;其次,对逆变器的运行边界进行分析,为避免在负载波动情况下逆变器的输出电压超出其最大输出能力,给出适用于串联电容耦合型DVR的运行状态调整策略,以保证装置的正常稳定运行;然后,分析串联电容对控制系统稳定性及滤波效果的影响,并完成了串联电容耦合型DVR最优拓扑结构的选取;最后,通过仿真和实验充分验证了该文所提串联电容耦合型DVR的有效性与可行性。

弱电网下基于SISO阻抗模型的LCL滤波并网逆变器在不同域下的稳定性差异分析

弱电网下电网阻抗的存在导致并网逆变器(grid-connected inverter,GCI)的稳定性降低,严重时甚至破坏并网系统的稳定性。基于锁相环输出小信号扰动建模思想,分别构建弱电网下LCL型GCI系统在αβ域与dq域下的单输入单输出(single-input single-output,SISO)阻抗模型,实现GCI从dq域下的多输入多输出阻抗矩阵模型到αβ域下的SISO阻抗模型的等效变换。同时,在相同的主电路参数与控制环参数下,利用构建的SISO阻抗模型揭示了控制在αβ域下的GCI的稳定性强于dq域下控制的GCI的机理。而且,GCI在αβ域下的稳定性强于dq域的结论还可以进一步推广到弱电网中基于单L滤波及具有电网侧电容补偿的GCI系统。最后,通过仿真与实验验证理论分析的正确性与有效性。

入网电压控制型逆变器直流分量的动态分析与消除

针对入网电压控制型逆变器的并网电流直流注入问题进行研究。基于轴压调节控制型的单相LCL型并网逆变器,建立并网数学模型,并结合逆变器的控制结构对并网电流注入直流分量的原因进行详细的数学分析与公式推导,结果表明直流分量的大小与电网电压幅值和频率的变化量近似呈线性关系。同时为了抑制和消除直流分量对逆变器并网系统所带来的不利影响,提出电流偏移补偿(CDC)控制策略,该策略在电网电压幅值波动和电网频率波动时能够有效地补偿并网电流中的直流分量,保证入网电压控制型逆变器优良的控制性能。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性与所提控制策略的有效性。

电压并网逆变器的功率控制与设计

针对电力系统电力电子化的发展趋势,该文基于轴压调节控制型并网逆变器模型,在直流母线电压稳定为前提的条件下,对入网电压控制型逆变器设计实现一种PQ控制策略,并对其进行小信号建模与控制器参数分析。该PQ控制策略结合下垂控制特性,使逆变器基本具备了一次调压调频特性,可以参与到微网电压频率调节,对电网起到一定的支撑作用,实现分布式发电与电力系统之间的优化运行。同时通过合理的参数设计使逆变器的输出阻抗只与控制参数和电网侧滤波电感L2有关,且控制输出电抗X远大于输出电阻R,实现有功与无功功率环的解耦,完成逆变器与电网系统之间的功率交互。最后,通过理论分析、仿真和实验验证所提控制策略的有效性与可行性。

基于PLC的支承辊拆装机改造设计

本文介绍了某热轧钢厂的一个支承辊拆装机技改目,利用PLC对机床的电气控制系统进行改造。该过程控制系统以三菱FX2N PLC为核心,构成对液压油泵的星形-三角形(Y/D)起动和运行控制、液压电磁阀组的精确动作控制和保护控制,取代了原有继电器组成的控制系统,大为简化了线路和继电器。实践表明,该系统能够方便的进行操作和控制,可靠性大为提高。

入网电压控制型逆变器的功率传输特性分析

针对电力系统电力电子化的发展趋势,基于带轴压调节的电压控制型并网逆变器模型,分析了系统在电网频率偏离额定值时输出有功功率含有2倍频功率振荡的原因,并提出了改进型锁相环算法以抑制功率振荡问题。同时在此基础上对并网逆变器的功率传输特性进行了研究,指出调节调频轴轴压给定值可以线性调节逆变器有功功率输出,调节调压轴轴压给定值可以线性调节逆变器无功功率输出,并且得出调节逆变器有功功率输出所带来的无功功率耦合量与逆变器等效输出阻抗的阻抗比呈负线性关系,调节逆变器无功功率输出所带来的有功功率耦合量与逆变器等效输出阻抗的阻抗比呈正线性关系的定论。最后,通过仿真验证了理论分析的正确性以及所提改进型锁相环算法的有效性。

高校计算机网络实验教学模式研究

近年来,随着互联网的不断完善和推进,国家越来越重视互联网人才的培养,在高校设立了许多计算机网络专业,丰富学生的就业选择,为学生专业化的学习提供渠道。为提高高校计算机网络专业的教学质量,高校教师研究了系列教学模式对学生的影响,其中,实验教学模式能很好地提高学生的学习效率,促进教师教学的发展。本文旨在通过分析实验教学模式的教学策略,剖析实验教学模式的教学任务和目标,分析实验教学模式的教学方法。

猪病流行现状及防治措施

我国是世界上养猪大国,猪肉产销总量占所有畜产品产销总量的80%以上。动物疫病是养殖业发展的天敌,随着养猪业持续发展,猪病对我国养猪生产造成日益严重的危害,其中猪瘟、蓝耳病、圆环病毒病等病毒性传染病是主要原因。有效控制疫病,保障养猪业的顺利发展,成为当前畜牧业面临的当务之急。

提高猪人工授精受胎率应注意的问题

猪人工授精是当前普遍采用的一项技术,有利于提高母猪的受胎率,可以有效地进行品种改良,减少疾病的传播,减少公猪的饲养量,最终达到降低养殖成本目的。从提高猪人工授精受胎率的角度出发,指出提高猪人工授精受胎率应注意的问题,旨在为人工授精技术的推广提供必要的参考。

入网电压控制型逆变器的同步电机特性分析

为使可再生能源更好地接入电网,针对入网电压控制型逆变器的同步电机特性进行研究。以轴压调节的LCL型电压控制型逆变器为研究基础,建立其数学模型,并从理论上分析了其频率控制单元中的调频轴参考输入可以模拟原动机功率输入,惯性环节可以模拟发电机转子惯量和阻尼特性;调压轴参考输入值可以模拟同步发电机等效内电势幅值,从而使其具备同步电机的基本功能。基于建立的模型,研究了轴压控制型逆变器的并网有功、无功调节方案。定量分析了系统工作点变化对并网有功功率跟踪造成的影响,提出了基于比例系数自适应调整的有功功率控制策略,有效解决了有功控制的精度问题。最后,通过仿真结果验证了理论分析的正确性和自适应控制方案的有效性。

畜牧养殖监管系统的实践设计(二)

为了便于管理辖区内的1900多个养殖场,做到基本信息随时更新、数据信手拈来、地理信息实时共享,设计了畜牧养殖监管系统—红河州高原特色畜牧业发展信息化管理平台。文章在《畜牧养殖监管系统的实践设计(一)》一文的基础上,对系统如何实现养殖场监管模块下的备案信息管理、存出栏管理、自主备案及注销养殖场等进行详细论述。希望对畜牧养殖监管信息化基础工作的实现有一定的参考价值。