光伏并网系统小信号动态建模及控制参数灵敏度分析

现有光伏并网系统小信号稳定性分析中,通常对逆变器采用理想建模,没有考虑控制参数对小信号稳定性的影响。为准确分析光伏并网系统的动态性能,建立了两级式三相并网光伏系统的小信号动态模型,主要包括两个子模型:主电路模型和MPPT、电压电流双闭环控制系统模型。利用该模型计算了控制系统参数对并网系统特征值的灵敏度,分析了各个控制参数对系统小干扰稳定性的影响。分析结果表明,通过合理地选择控制参数可以改善系统的小干扰稳定性,为控制器的优化设计提供理论依据。

软开关型不对称半桥研究

研究了不对称半桥的零电压开通动态过程;建立了小信号动态模型,推导了零、极点的分布,分析了激磁电感对稳定性的影响,提出了补偿器的设计方法。通过采用不对称绕组,优化了LC滤波器的设计。实验结果表明,不对称半桥的ZVS提高了变换效率,补偿后的系统有良好的稳态特性和动态特性。

基于VSG的储能系统并网逆变器建模与参数整定方法

从并网逆变器主电路和同步发电机等效电路的对应关系出发,提出模拟同步发电机转子的运动方程、有功-频率下垂特性与无功-电压下垂特性的虚拟同步发电机(VSG)外环控制策略。引入虚拟阻抗模拟同步发电机定子电气方程的电压环,和基于准比例谐振控制器的电流环共同构成应用于储能系统并网逆变器的VSG控制策略。建立应用于储能系统并网逆变器的VSG动态小信号模型,分析其参与电网需求响应的机理。推导得出VSG参与电网调压/调频需求响应的动态模型,为研究电网电压/频率波动时VSG无功/有功输出特性提供依据;进而在保证有功环、无功环的稳定性与调压/调频动态性能的条件下,总结得到VSG关键参数的整定方法。最后通过仿真与实验验证了所提VSG参与电网调压/调频动态模型的正确性与参数整定方法的有效性。

基于PI参数自适应的开关磁阻电机调速控制研究

开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)的双凸极结构和易饱和特性导致其相电感出现严重的非线性,输出转矩随着电流和转子位置不断变化,设计参数自适应的转速电流调节器将有效改善SRM调速系统的运行性能。该文结合SRM的特点,利用直流电机电流环校正方法设计出PI参数自适应的电流调节器,利用直流电机转速环校正方法和小信号分析法设计出PI参数自适应的转速调节器,其中,电流环为内环,转速环为外环。由于SRM低速时转矩脉动影响较大,该文调速系统依据转速高低采用双模式运行控制,低速时采用转矩电流间接控制,将转速调节器输出作为参考转矩,进而调节参考电流以降低转矩波动;在转速高于设定值时采用直接电流控制模式,将转速调节器输出值直接作为参考电流。最后,通过仿真和实验验证了该控制方案的可行性。

基于VSG控制的微网逆变器工频振荡现象研究

分布式电源多采用电力电子变流器作为接口与电网进行能量交互,虚拟同步发电机控制技术因模拟传统同步机内外部性能优良的特点成为目前研究的热点。但电力电子装置因其动作快速性容易激发线路电感,其电流的瞬态过程会对系统产生不利影响。考虑线路电感的瞬变过程,建立系统输出功率的动态小信号模型,分析产生振荡的原因与系统输出阻抗有关。采用一种新型阻尼控制策略,在电压外环引入虚拟复阻抗,可以重塑系统阻抗特性,达到抑制功率振荡的目的。通过仿真与实验,验证了VSG中的工频振荡现象以及所提控制策略的有效性。

具有暂态阻尼特性的虚拟同步发电机控制策略及无缝切换方法

针对常规二阶虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）控制中存在的一次调频特性与传统阻尼特性相互影响的问题,提出了引入反映同步发电机阻尼绕组特性的暂态阻尼环节的解决方法,同时实现VSG对同步发电机暂态特性和稳态特性的模拟,建立了具有暂态阻尼特性的VSG控制的小信号动态模型,通过广义根轨迹法定性分析了VSG控制参数对系统稳定性的影响,并结合频域特性指标,利用主导极点法对控制参数进行定量设计。针对VSG并网过程中可能出现的电流冲击,提出了基于直接电压鉴相原理的预同步控制策略,实现无锁相环VSG控制在不同运行模式之间的无缝切换。最后,利用搭建的微电网仿真平台,验证了理论分析的正确性以及所提预同步方法的有效性。

基于数字预测非线性PID的模块化DC/DC变换器研究

模块化设计是提高系统可靠性、维修性,降低生产成本的一种基本方式。本文对模块化的DC/DC变换器进行了建模和仿真,在对几种常规反馈控制算法比较的基础上,提出了一种基于数字预测的非线性PID算法,仿真和实验结果表明,该控制算法的性能较常规控制算法有较大的提高。最后设计了基于DSP的系统软、硬件部分,并给出了实验结论。