基于超级电容的双向DC/DC变换器建模与控制

为了有效利用电梯回馈的再生电能,降低系统能量损耗,本文围绕超级电容的能量存储特性,首先介绍基于超级电容的电梯能量存储系统结构及原理;其次建立双向DC/DC变换器的小信号模型,论述了基于传统PI控制器的双向DC/DC变换器双闭环控制结构及其参数设计过程;然后在分析蚁狮优化算法原理的基础上,提出基于ALO算法的PI参数设计方法;最后利用MATLAB仿真软件建立基于超级电容的电梯能量存储系统仿真模型,仿真结果表明在电梯运行状态下,超级电容能及时准确回收制动能量并将回收的能量回馈至直流母线,保证了直流母线电压稳定,降低了系统能耗,这充分验证了所述方法的有效性和优越性。

基于VDCG的直流微电网退役锂电池SOC均衡方案

为增加系统惯性,直流微电网内锂电池控制器常采用虚拟直流发电机(virtual DC generator,VDCG)控制方案,但该方案无法使锂电池荷电状态(state of charge,SOC)自均衡。现有基于VDCG的锂电池SOC均衡方案仅能实现电压等级一致的非等容锂电池SOC均衡,而退役锂电池储能系统(retire lithium battery energy storage systems,RLBESS)的容量和电压等级均难以保持一致。针对此问题,提出了一种基于VDCG的适用于不同电压等级及容量的RLBESS组间SOC均衡方案。该方案在传统VDCG的基础上建立U-P_(m)关系式并引入SOC均衡因子,能够根据初始SOC状态自动调节锂电池的功率分配,并保持良好的电压质量。建立了所提方案的小信号模型,分析了关键控制参数对系统稳定性的影响。最后,利用Matlab/Simulink仿真软件对不同工况进行有效性验证。仿真结果表明:所提方案能够在锂电池电压等级不一致工况下实现RLBESS的SOC均衡,具有良好的可扩展性。

V2G车网互联的双向AC/DC变换器直流阻抗模型及特性分析

双向AC/DC变换器的控制及直流输出阻抗是电动汽车充电桩并网运行及稳定性分析的关键。首先,提出含直流下垂环节的虚拟同步电机(VSM)控制策略,并利用上层功率指令实现双向AC/DC变换器直流电压的无差调节。然后,建立VSM功率控制环小信号模型,分析有功功率传输、有功功率指令与直流电压间的交互作用及影响。接着,建立双向AC/DC变换器在直流下垂VSM控制策略下的直流输出阻抗模型,详细分析阻尼系数、惯性系数、直流侧电容、传输功率、直流下垂系数等关键参数对直流输出阻抗的影响。最后,通过仿真及阻抗测量验证了所提直流下垂VSM控制策略的有效性和阻抗模型的正确性。

F级燃气机组DCS标准时间钟国产化研究

针对F级燃气机组分散控制系统(DCS)系统使用的某型号进口网络授时服务器的国产化研制进行了研究。该型号网络授时服务器的国产化研制,不是对原进口产品的功能和技术简单的仿制,而是结合了国家对于设备安全和生产方面的要求,将DCS网络授时服务器设计成一种可以满足各类应用场合,同时能够在不同应用等级的授时系统之间起到承上启下作用的统一的授时平台。

核电厂智能化DCS数据管理系统建设

本文针对福清核电DCS系统,因不同平台的技术差异,图纸、组态和接口数据量大,文件复杂,使用和管理过程效率低下,人因风险高。基于此,提出了一种以面向内容为核心,以计算机数据库技术为基本方法,依托设计输入文件和运行过程数据,构建要素间普遍联系的DCS数据管理系统。有效梳理了相关业务所需要的各类数据和文件的获取与处理方式,实现数据组织、图纸与组态数据的精确关联,并设计和建设了一站式检索平台,对数据和图纸进行深度分析,实现自动化风险提示的变更管理,以服务于现场执行控制系统相关工作和检查的各个过程。本文详细论述了需求分析和项目建设办法,为类似项目的建设、维护提供经验。

DC/AC差分信号源变换电路的设计与应用

在直流稳压电源和函数信号源基础上开发了差分信号源变换电路,采取逐个击破、统筹考虑的设计方法,解决了差分信号源的稳定性、带负载能力、弱信号易调节等相关问题,满足了差分信号幅度和极性(或相位)可变的特殊要求,同时给出了几个实用DC,AC5VP差分信号源变换电路。

海上MVDC供电系统的正阻尼重构稳定控制策略

向海上特殊装备供电的MVDC系统的直流侧容易引起高频振荡,甚至导致系统不稳定。为此,引入直流微网中针对整流器的虚拟电阻稳定控制策略,希望抑制MVDC供电系统的直流侧振荡,且不影响逆变站的负载性能。然而,研究发现该方法在低开关频率模式下将导致系统稳定性恶化。根本原因为系统高频振荡尖峰点可能会跃过整流站的低控制带宽并落入负阻尼区域,使得系统稳定性对直流电缆变化的鲁棒性较差。针对该问题,提出海上MVDC供电系统的正阻尼重构稳定控制策略,使得系统在实际振荡频率区间内保持较大的正阻尼,且不受直流电缆变化的影响,从而有效抑制了海上MVDC供电系统在低开关频率模式下的直流侧振荡。最后,实验验证了所提出的控制策略和分析结果的正确性。

利用状态平均法对DC/DC变换电路的分析

提出了一种分析DC/DC变换电路分析方法。对该分析方法的原理和具体运用进行了详细说明。装置电路在电流连续的情况下,分别给出了DC/DC变换器的稳态工作和小信号扰动的条件下,DC/DC变换电路的输入电流、电压和输出电流、电压的关系表达式。在已有分析的基础上,借助计算机仿真软件,对所分析的DC/DC变换电路进行了开环条件下的仿真。并把使用状态平均法分析得到的结论和使用计算机仿真软件得出的仿真结果进行比较,两者的结论是完全吻合的。说明使用状态平均法对DC/DC变换电路进行分析是完全可行的。

分布式光-储发电系统的双向DC-DC非线性控制

近年来,分布式光-储发电系统正在迅速发展,储能跟踪源-网侧功率指令的能力成为研究热点。首先建立储能系统中非隔离型双向DC-DC变换器在电流连续模式下的仿射非线性模型,并引入电压跟踪参数,得到大信号建模下的非线性状态空间描述;然后,依据状态反馈线性化条件,建立虚拟输出,利用非线性变换映射非线性空间至线性空间,并分析线性空间内二阶经典控制系统的参数对系统性能影响,计算状态反馈系数,完成控制器设计;最后,经数字仿真及实验,证明了所提控制方法可准确、快速地实现功率指令跟踪功能,在电压扰动、负载突变及系统参数不准确等情况下具有强鲁棒性,是正确、有效的。

基于输入串联输出并联的双向全桥串联谐振DC-DC变换器系统控制策略研究

对基于输入串联输出并联(ISOP)的双向全桥串联谐振DC-DC变换器(DBSRC)系统的控制策略进行研究。采用周期平均法构建DBSRC及其ISOP级联系统的小信号模型及对应传递函数,其中各DBSRC子模块输入电压均受其他模块移相角影响。为了实现子模块输入电压的均衡,提出一种差分输入电压均压(DIVS)控制策略,该策略实现了系统控制框图中输出电压环和输入均压环的解耦控制。相比传统输入均压控制策略,该策略所需的通信数据量较少,具有较高的动态响应性能。最后,通过仿真和12kW样机的实验结果验证了DBSRC小信号模型的准确性及DIVS控制策略的有效性和优越性。

基于超导磁储能装置的MMC-HVDC系统直流振荡抑制方法

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电(MMC-HVDC)系统中的功率控制换流站对外呈现负阻性,降低了系统阻尼,使系统产生直流振荡甚至导致系统失稳。通过直流侧并联超导磁储能装置抑制系统功率振荡,以解决MMC-HVDC系统向恒定功率负载供电所导致的弱阻尼问题。建立了双端MMC-HVDC系统的小信号模型,通过小信号稳定性分析方法研究了影响MMC-HVDC系统稳定性的主要因素,并且验证了所提直流振荡抑制方法的有效性。在MATLAB/Simulink中搭建了双端MMC-HVDC系统模型,并与改变控制器的功率阻尼控制策略进行时域仿真对比,结果证明了所提控制策略能有效抑制系统振荡,提高系统稳定性。

一种用于DC-DC转换器的精密振荡器设计

提出了一种用于DC-DC转换器的高频、精密张驰振荡器的设计方法。基于V-I转换器原理,设计了精密电流产生电路;基于基极电流补偿技术,设计了一种结构新颖的比较器门限电压产生电路,从而有效地提高了振荡器频率稳定性和精度。通过外接可调电阻,振荡器可调工作频率为100 kHz^3 MHz,并能同时提供占空比85%的方波信号和用于斜率补偿的锯齿波信号,还具有与外接时钟信号同步振荡的功能。流片测试结果表明该振荡器满足设计指标。

直流电抗器对VSC-MTDC输电系统稳定性的影响分析

直流电抗器可以限制多端柔性直流输电系统中直流故障电流的上升率,但大容量的直流电抗器又会对系统稳定性产生一定的影响。提出了含有直流电抗器的多端柔性直流输电系统稳定性模型,推导出含交流侧参数、换流站参数以及带直流电抗器的输电线路分布参数的多输入–多输出状态空间矩阵表达式,绘制出不同直流电抗器情况下系统的根轨迹曲线,分析了主导极点的变化情况,确定了不同接收功率下保证系统稳定运行的直流电抗器临界值,为直流电抗器参数的选取提供了理论依据。利用PSCAD/EMTDC软件搭建了三端柔性直流输电系统模型,验证了该理论方法的正确性。

PS-FB-ZVSPWMDC/DC变换器小信号分析与样机研发

PS-FB-ZVS PWMDC/DC变换器是变换器的一个研究热点,其工作过程与电路参数的设计非常复杂,要提高变换器的系统控制性能,变换器的小信号分析尤为重要。本文在PWM开关等效电路模型的基础上,结合变换器谐振电路的工作特点,建立了PS-FB-ZVS PWMDC/DC变换器的小信号模型,通过对小信号传函幅频特性分析与变换器的时域仿真分析,证明了小信号模型可以用来指导PS-FB-ZVS PWMDC/DC变换器的动态设计,使软开关变换器的动态性能得到进一步的提高,最后通过样机实验证明该电源系统完全符合设计要求。

基于相角超前补偿网络的DC/DC变换器数模混合补偿方法

相对于模拟控制方式,数字控制DC/DC变换器由于反馈回路中存在着固有的延迟效应,动态性能通常不如模拟控制的DC/DC变换器。提出了一种数模混合的控制器补偿方法,它基于相角超前校正网络来提高系统的相角裕量,从而减小输入电压波动或负载跃变时输出电压的波动幅值。搭建了一个基于FPGA平台的数字控制同步Buck变换器,将所提的方法与几种传统的电压控制型数字控制补偿方法进行对比。实验表明数模混合补偿方法具有电路简单、动态特性好的优点,方便和现有的商用数字电源控制芯片结合以提高电源的动态响应能力。

基于高频信号注入法的BLDC无传感器运行驱动策略

采用PWM技术注入高频信号的情况下,无法依靠逆变器功率管的逻辑切换来驱动BLDC。针对这一问题,提出了一种新的驱动方法:根据实时检测的转子位置的变化量来控制调制电压的波形,从而控制逆变器输出的主电压波形,使之符合BLDC正确运行的要求,实现BLDC的无传感器运行。实验结果证明了这种方法的正确性。

基于TMS320F28335的双向AC/DC变换器

研究了一种高功率因数双向AC/DC变换器,实现分布式直流供电系统与电网的连接。给出了变换器的控制策略,设计了以浮点型DSP TMS320F28335为数字控制核心的5 kW样机,并进行了实验研究。实验结果表明,所设计的双向AC/DC变换器能实现能量的双向流动和直流母线电压的稳定,以及网侧电流高正弦度及单位功率因数,可用于提高可再生能源发电系统的能源利用效率和供电电能质量。

先进数字控制技术在DC-DC变换器中的应用(英文)

综述了数字控制技术在直流-直流变换器中的应用,集中于两个方面,如何产生数字脉宽调制信号,以满足输出电压的稳态精度,以及新的控制策略以发挥数字电路的优点。在前者,本文介绍了几种技术,它们都可以用有限的时钟频率来产生足够精度的脉宽调制信号。在后者,本文介绍了几种数字控制技术,以大大改进开关电源的动态性能。

韶关发电厂10号机组DCS控制逻辑的改进

对韶关发电厂 10号机组DCS的控制逻辑进行了分析 ,指出原控制逻辑中一级过热器出口蒸汽温度控制、保护信号检测和给水泵控制存在问题 ,并对其进行了相应改进 ,使其控制逻辑能很好地满足生产要求。

改进移相全桥DC/DC变换器的建模研究

针对电动汽车车载充电器后级移相全桥DC/DC变换器拓扑所存在的技术不足,论文首先介绍了一种改进的移相全桥变换器拓扑,分析变换器工作于电流断续模式(Discontinuous Current Mode,DCM)的基本原理,研究变换器在2 kW工况下的关键元器件参数设计,再进而提出采用开关元件平均模型法建立工作于DCM的改进移相全桥变换器的理想小信号模型,且应用扫频分析证实改进移相全桥拓扑结构DC/DC变换器建模方法及所建模型的合理性。