考虑快速充电站影响的前馈功率控制策略

当微电网应对大负荷快速投切时,直流母线容易产生大幅度电压波动,产生大量谐波电流。该问题导致系统效率大大降低,并且威胁系统稳定性。在微电网环境下,当充电功率变化速率过快时,容易导致上述问题。因此针对快速充电站接入微电网中所导致的直流母线电压波动的问题,提出一种含前馈功率的功率控制策略。当用户需要充电时,结合充电汽车的充电特性与用户充电需求,生成前馈功率曲线,再进行充电。通过MATLBAB/Simulink仿真进行对比分析,得出该控制策略控制方式相比于不含前馈功率的控制方式具有相应速度快,直流电压可以快速稳定,并且谐波含量少等优点,具有一定的参考价值。

基于前馈功率解耦控制的光伏电站系统稳定性研究

在构建以新能源为主体的新型电力系统及能源结构绿色低碳转型的背景下,光伏发电依托大量电力电子器件并网,新能源逐渐取代常规同步机组,对电网稳定运行提出新的挑战。光伏并网逆变器呈现出与电网非线性耦合、动态交互等特性,为电网带来新的扰动因素及安全稳定问题;基于光伏并网逆变器功率双环解耦控制的特点,通过附加额外控制可以提高并网系统的抗扰动能力。推导出了与同步机并列运行的光伏电站附加控制提供正阻尼转矩的机理,设计了基于前馈功率解耦控制(FPD)的并网逆变器阻尼控制策略,通过阻尼转矩系数法推理整定控制器参数来平抑系统的功率振荡。以某实际运行的光伏电站为例,依托Digsilent平台完成光伏电站并入某4机2区域电网建模,仿真验证了所提方法的准确性。

微波前馈功率放大技术

技术的发展带动了对高线性、高功率微波放大器的需求。传统的功率回退应用方法存在器件及效率方面的限制。文中分析了前馈技术提高功放线性度的原理，并给出Ｃ波段前馈功率放大器实例。

一种新型光伏逆变器的前馈功率预测控制

提出一种新型光伏逆变器拓扑结构,其由升压电路、三相四开关逆变单元组成,可有效提高光伏发电效率、降低光伏系统成本。针对该结构逆变器提出一种新型前馈功率预测控制策略,其通过将自然环境分区后排列,然后逐一对其历史光伏最大功率进行寻优,从而确定相应的前馈功率预测值。该方法具有计算量小、运算速度快、实现简单、控制精度高、可靠性强的显著优点,可省去传统逆变器控制的直流侧电压闭环,由逆变器本身完成光伏阵列的最大功率跟踪功能,从而提高系统响应速度与可靠性。仿真与实验结果验证了所提结构和控制方法的可行性及优越性。

前馈功率放大器的常用自适应方法

提出了功率放大器中使用线性化技术的必要性。介绍了前馈功率放大器的设计方案和基本原理。针对前馈放大器的线性度因外部工作环境条件变化而产生恶化的问题,引入了功率放大器的自适应方法。提出了3种常用的前馈功率放大器自适应方法:导频法、最小功率检测法和相关检测法。分别讲述了这3种自适应方法的基本原理及其优缺点,并提出最小功率检测法是一种简便易行有效的自适应方法。

前馈功率放大器自适应技术

通信技术的发展对功率放大器的线性指标要求越来越高。文中阐述了前馈系统在功率放大器线性化中的应用,主要对前馈系统中的自适应技术原理进行了说明,并同时列举了工作中经常使用的几种芯片。

基于母线功率前馈的配网PET电压均衡控制

针对配网级联型电力电子变压器(PET)提出了一种基于低压直流母线功率前馈的电压和功率均衡控制策略。该控制策略将PET低压直流母线的能量需求前馈至输入级,指导输入级实现各级模块的功率均衡控制,同时利用隔离级来稳定各模块的直流电压,并采用相同的稳压指令实现各级直流电压的均衡控制。所提控制策略不仅能够有效解决因各级模块参数不匹配所导致的电压与功率不均衡问题,同时减少了目前PET控制环节,降低了各模块间的电量耦合关系。仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。

基于负载功率前馈一体化控制的双PWM变频调速系统的仿真

针对双PWM变频器整流侧与逆变侧独立控制时,直流侧必须利用大电容稳压,导致系统成本增加且寿命缩短的问题,提出一种整流侧采用引入新型开关矢量表的直接功率控制(Direct Power Control,DPC)方案。该方案逆变侧采用转子磁场定向矢量控制,并采用负载功率前馈控制策略,以实现双PWM变频器的协调控制。仿真实验结果表明,相比独立控制的双PWM变频调速系统,采用该一体化协调控制策略的双PWM变频调速系统,不仅能减小网侧电流的谐波,还可较好地抑制负载突变时直流电压的波动,加快整流侧和逆变侧的动态响应,大大提高系统的抗扰能力,从而减小电容体积并降低成本。

含负载前馈补偿的电流型PWM整流器改进无差拍控制

针对三相电流源型PWM整流器直流侧电压-直流侧电流双闭环控制策略中动态响应速度较慢、参数整定复杂的问题,该文提出一种无差拍预测电流控制与负载功率前馈补偿相结合的改进控制策略。首先,分析三相电流源型PWM整流器在两相静止坐标系中的网侧离散化数学模型,在此基础上,电流内环采用无差拍控制跟踪网侧电流,但由于电感参数与控制延时的影响,将导致网侧电流控制精度及波形质量下降。针对此问题,该文采用改进型无差拍控制策略,并利用根轨迹法对电流内环稳定性能进行分析。在环路设计中,通过在外环上加入负载功率前馈等效电流,加快了系统动态响应,解决了负载突变时直流侧电压超调问题。最后,对传统方案和改进方案进行了对比仿真测试和样机实验,验证了所提控制策略的正确性。

一种功率前馈的鲁棒预测无差拍并网控制方法

在光伏并网控制中,延时和滤波电感量变化会影响系统响应速度、稳定性及并网电流畸变率。对此,该文提出一种功率前馈的鲁棒预测无差拍并网控制方法。通过引入功率前馈控制加快系统的响应速度。鲁棒预测无差拍控制方法被提出用于并网电流控制,以增强系统的鲁棒性,降低因控制延时和电感量偏差对并网电流造成的畸变。分析带延迟环节的z域无差拍控制模型,并讨论延时和电感量取值对系统稳定性的影响。给出鲁棒预测无差拍控制的设计方法,并根据z域内的传递函数对其进行稳定性分析,确定控制参数的选取范围。仿真与实验结果证明了所提控制方法的有效性。

直流电容储能反馈和负载功率前馈的PWM整流器控制策略

首先介绍了三相电压型PWM(pulse width modulation)整流器在dq轴系下的数学模型,分析了整流器的能量和功率交换关系。提出了一种电流内环、直流侧电容储能作为外环的电容储能反馈控制策略,并给出了环路设计方法。为了减小负载的不确定性对整流器系统的影响,引入了负载功率前馈估计算法。最后,实验比较了传统的电压、电流双闭环和本文所提出的控制策略的动、稳态特性。结果表明,本文所提出的控制策略能满足系统稳态时的控制要求,并且较传统的电压、电流双闭环控制策略具有更好的动态特性。

基于功率前馈的单相光伏并网控制策略

根据单相光伏并网逆变器的特点,针对两级式拓扑结构,对传统的双环控制方式(电压外环、电流内环)进行了详细分析,在此基础上提出一种基于输入功率前馈环节的新型光伏并网逆变器控制算法。该算法将光伏板输出功率作为前馈量加入到电流内环,使电流环给定含有输入功率信息。通过分析,该算法能有效提高传统控制方式输出电流对输入功率发生变化时的响应速度,使系统的动态响应性能更加优越。通过Matlab/Simulink对所设计算法进行了仿真分析,并给出有/无功率前馈环节输出电流对输入功率变化响应的对比,结果显示了该算法的有效性。同时设计1 kW试验样机,试验结果表明样机的动态响应特性也有明显的提高,进而证明了理论分析的正确性。

基于功率前馈的光伏并网控制方法及稳定性分析

针对光伏并网逆变器,提出了一种基于功率前馈的电压电流双环比例积分(proportional integral,PI)控制方法,电压外环实现逆变直流侧的电压稳定,内环追踪交流侧并网电流。在并网电流指令中,引入功率前馈环节,加快系统响应速度,减少直流电压的稳态误差。根据双闭环系统的波特图和根轨迹图,分析了系统在某区域范围内的稳定性。针对功率前馈环节,仿真对比了有无功率前馈对系统性能的影响。搭建了2kW的单相光伏并网发电平台,并对系统进行了性能测试。仿真与实验结果表明:系统能长期稳定可靠运行且能快速响应外界变化,并网电流畸变率为2.8%。该系统已成功应用到光伏建筑一体化(building integrated photovoltaic,BIPV)系统中,具有较强的工程实践价值。

基于自然坐标与功率前馈的三相电压型PWM变流器控制

针对三相电压型PWM变流器控制系统,提出一种自然坐标与负载功率前馈控制方法。根据p-q理论在自然坐标下的表征,引入瞬时有功电压和瞬时无功电压的概念。从而基于电网电压定向的矢量控制策略引入PWM变流器的自然坐标控制方法,省去了电网相位检测和坐标系变换,降低控制复杂度。针对PWM变流器矢量控制下直流侧负载(包括有源负载和无源负载)功率波动对直流侧电压产生较大冲击和波动问题,基于功率平衡和p-q理论推导了负载扰动点到三相交流电流指令的前馈通道增益矩阵,提高PWM变流器直流侧稳压控制的鲁棒性。RCP实验证明所提方法的正确性和可行性。

基于负载功率前馈的PWM整流器控制策略

此处在整流器数学模型和瞬时功率理论的基础上,提出了基于负载功率前馈的新型电压电流双闭环控制策略。通过对系统瞬时功率的分析,找出功率与电压之间的关系,使得外环以电压的平方为控制变量;电流内环采用电流前馈解耦控制,实现对有功和无功电流的独立控制。在新型双闭环控制基础上,引入负载功率前馈。最后实验证明新型双闭环控制比传统双闭环控制动态性能好,而有负载功率前馈的新型双闭环控制比无负载功率前馈的新型双闭环具有更好的动态响应性能。

功率前馈的三相光伏并网逆变器模型预测控制

为加快光伏并网系统的动态响应速度、减小并网电流总谐波畸变率,针对单级式三相光伏并网逆变器的特点,在αβ静止坐标系下提出一种功率前馈的两步模型预测并网控制方法。该方法在传统电压外环中引入光伏阵列输出功率前馈作为电流内环的参考值,使内环电流参考值中包含输入功率信息。考虑到一步预测存在计算延时问题,采用两步预测控制补偿延时。在Matlab中搭建系统仿真模型,并与未采用功率前馈、采用一步预测及传统PI控制方法进行对比分析。仿真结果表明:当外界条件发生变化时,采用功率前馈的模型预测控制可以加快系统的动态响应,快速的追踪光伏阵列的最大输出功率点。与采用传统PI控制相比,电流总谐波畸变率变小。

基于功率前馈的孤立直流微网母线稳压控制

直流母线作为直流微电网系统的能量交换中介,保持直流母线电压恒定对系统能量变换和稳定运行有着重要意义。针对孤立直流微网中可再生能源输出功率波动及负载波动带来的直流母线电压波动问题,先对采用储能稳压的典型双闭环控制策略进行研究,利用经典控制理论分析方法进行系统参数选择和控制器设计。在此基础上提出一种基于功率平衡的功率前馈补偿稳压控制方法,实验表明该方法能更有效地抑制功率波动对母线电压的影响,进一步提高系统稳定性能。

直流电容储能反馈和负载功率前馈的Boost变换器控制策略

从Boost变换器的状态空间平均方程数学模型出发,推导出其功率传递关系。在此基础上提出了一种以电流作为内环、直流侧电容储能作为外环的反馈控制策略,电流内环采用滞环电流控制,电容储能外环采用PI调节器控制,并设计了相应的控制器。为了进一步提高系统的快速性,减小负载扰动对系统的影响,引入负载功率的前馈,并给出了前馈功率的估计算法。实验比较了传统的电压电流双闭环和所提控制策略的动、稳态特性,结果表明,所提出的控制策略能满足系统稳态时的控制要求,并且较传统的电压电流双闭环控制策略具有更好的动态特性。

功率前馈的准Z源光伏并网逆变器Quasi-PR控制

为了加快准Z源光伏并网逆变器的动态响应,避免电网电压矢量定向控制策略需解耦控制和多次坐标变换的不足,同时提高并网电流控制器对电网频率偏移的适应范围,将功率前馈及准比例谐振控制引入准Z源光伏并网系统中。在两相静止坐标下,将功率前馈、准比例谐振控制与直通分段空间矢量脉宽调制(SVPWM)相结合,设计了并网系统的完整控制策略。在Matlab/Simulink中搭建了系统仿真模型,并与传统控制进行对比分析。仿真结果表明:当外界环境发生变化时,采用功率前馈的准比例谐振控制策略能使系统较快地过渡到另一个稳态,且可实现对给定值的无静差跟踪控制,抗电网频率偏移能力强。

功率前馈电压型PWM整流器直接功率解耦控制

针对有功功率和无功功率互为耦合问题,根据整流器在同步旋转dq坐标系中的数学模型推出功率控制数学模型,提出了电压型PWM整流器直接功率前馈解耦控制新策略,获得有功功率和无功功率独立控制效果。依据新的输入电压空间划分及合成空间矢量,确定了新的功率控制开关表。根据电源电压空间矢量位置和功率控制所需整流器输入电压空间矢量位置,在新的功率控制开关表选择开关函数,给出了系统的功率控制器和电压控制器的设计方法。计算机仿真结果表明,该策略具有可行性。