基于改进型Trans-Z源逆变器光伏并网系统研究

传统的Z源逆变器实现了利用独特的Z源网络直接实现直流侧电压的升降,但是其存在非正常工作状态且启动时冲击电流大。针对这些问题,研究了一种改进型Trans-Z源逆变器,在保留了传统Z源逆变器优点的同时,还能抑制启动时的冲击电流,消除非正常工作状态,并且具有更好的升压能力。采用LCL滤波技术,对基于改进型Trans-Z源逆变器光伏并网系统进行了Matlab/Simulink仿真实验,实验结果验证了该系统的可靠性、稳定性及有效性,并且适合于光伏发电并网系统。

不平衡电网下电流源型PWM整流器改进型无差拍控制

三相电流源型PWM整流器运行在电网电压不平衡情况下,引起直流侧及网侧电流存在大量低次谐波,势必对后级变换器供电稳定性、安全性等存在不利影响。针对该问题,首先建立整流器数学模型,推导出不平衡电网下直流侧电压和网侧电流表达式,揭示出系统直流侧和网侧电流产生低次谐波的机理。其次,根据瞬时功率理论设计内环电流参考指令,并利用无差拍控制实现网侧电流对参考电流的跟踪。然而传统无差拍控制存在延时问题,将影响网侧电流的跟随性能,造成电能质量下降。为解决该问题,提出了网侧电流内环改进型无差拍控制,利用两步预测法补偿系统延时。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,验证所提控制策略的正确性与有效性。结果表明,所提方法能有效抑制直流侧和网侧电流低次谐波,实现网侧电流正弦化和直流侧电压稳定输出。

O-Z源逆变器驱动PMSM的改进型FCS-MPC策略

针对O-Z源逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)控制系统,在两相旋转坐标系下,提出一种改进型的有限状态控制集模型预测电流控制(FCS-MPC)策略。首先,结合变压器特点和ZSI拓扑结构,设计一种新型O-Z源逆变器(O-ZSI),并利用状态空间平均法建立O-ZSI的动态数学模型;其次,根据O-ZSI侧电容电压闭环以及PMSM系统输出功率前补偿来获得变压器激磁电感电流参考值,其与激磁电感预测电流值构建代价目标函数用来判断是否选取直通(ST)工作状态模式,以实现对O-ZSI直流侧的升压控制;然后,在O-ZSI处于非直通(NST)工作状态模式下,通过PMSM系统的定子电流预测方程来获得O-ZSI交流侧定子电压参考值,并与逆变器的8种开关状态所对应基本定子电压构建含有激磁电感电流项的代价目标函数,选择最佳开关状态来控制PMSM,从而提高PMSM系统的控制性能以及降低在线运算量;最后,仿真结果表明,本文所提控制策略不仅能实现对O-Z源逆变器的升压,而且能使O-ZSI驱动PMSM可靠稳定运行,同时系统具有良好稳态、动态性能。

基于改进型偏最小二乘法的谐波源识别

准确识别配电网中各个谐波源是电能质量管理的难点。当采用谐波阻抗识别谐波源时,很难得到谐波阻抗。首先,该文采用改进型偏最小二乘法,通过计算对谐波阻抗进行估计,用估计值代替实际测量得到的数值。其次,利用阻抗法,根据谐波电流的大小来判断主要谐波源,从而识别谐波源的位置。该方法不需要进行数据选择,能够避免偏最小二乘法提取和响应无关成分的缺陷,尤其是在整个系统谐波源数量较多的情况下,该方法可以得到更好的效果。最后,进行系统试验仿真,以证明该方法的可行性。

电动汽车用高性能电流型trans-Z源逆变器特性研究

鉴于对电动汽车驱动系统运行温度及可靠性的严格要求,提出基于高性能电流型trans-Z源逆变器电机驱动系统,其拓扑是一种具有升-降压功能的单级逆变器,具有能量双向流动的特点。该系统能够克服传统驱动系统中缺点与不足:具有输出电压的任意升-降压功能;无需直流母线电容,提供正弦驱动电压,同时降低了硬件成本、提高了整个驱动系统的可靠性。文中详细分析了系统工作原理并推导出不同运行模式的等效电路,建立多自由度控制下直通零状态、开路零状态与直流链电压增益的映射关系;明确了系统在不同模式下的运行范围,量化逆变器输出电压与控制变量及功率因数之间的关系。最后通过实验验证了理论分析的正确性与实用性。

无源磁浮人工心脏泵的改进型设计

磁力轴承没有机械接触 ,机械旋转泵应用磁力轴承后就可以解决机械磨损及轴承处产生血栓的问题。但是 ,国外使用的磁力轴承均是电磁铁加位置测量及反馈控制 ,不仅结构复杂、体积大 ,而且消耗附加电能 ,整个系统的可靠性也差。作者探索用永久磁铁制作磁力轴承 ,研制成改进型无源磁浮叶轮泵。泵的转子径向由永磁体磁力支承 ,转子的一端紧固着叶轮 ,另一端镶嵌磁钢 ;与转子磁钢相对 ,驱动电机线圈产生旋转磁场 ,驱动转子旋转。在实验室用生理盐水试验 ,当转子静止或低于 40 0 0 rpm旋转时 ,转子磁钢在轴向同位于转子和定子之间的隔板有一点接触 ,接触点位于转子的轴线上。当转子转速逐渐增加至 40 0 0 rpm以上 ,转子在轴向与定子脱离 ,从而实现完全磁浮。由于转子轴向磁浮由液动力产生 ,且转子磁钢有陀螺效应 ,所以转子在浮起的过程中运转非常平稳。当用作左心室辅助装置时 ,叶轮血泵工作转速范围在 5 0 0 0～ 80 0 0 rpm之间 ,所以实用时转子完全磁浮是不成问题的。无源磁浮技术是对 Earnshaw理论 ( 1842 )及 Braunbeck推论 ( 193 9)的重大补充 。

无源感应装定系统的改进型传号反转码

针对现有编码在无源感应装定系统中能量传输效率不高的问题,在使用2ASK调制的条件下,通过改变1个码元周期内高电平的等效平均持续时间的方法,设计了一种改进型传号反转码(coded mark inversion,CMI)作为基带码,并分析了该码的能量传输效率、功率谱及AWGN信道非相干解调的误码性能,并成功地运用于无源感应装定系统中,最后给出了解码方法和实测电压波形。该编码相对于CMI码的能量传输效率提高了60%,而且具备CMI位定时信息易于提取的优点,可以在非相干解调中充分利用其位定时信息解决接收端内部震荡器不稳定造成的采样时刻误差累积问题。

可控源电磁探测的改进型正交检测算法

基于传统正交检测算法在以方波作为激励场源的可控源电磁探测信号幅度与相位提取的不足之处,提出了改进型的正交检测算法。分析了改进型正交检测算法的实现过程,讨论了高通特性大地介质的影响,并针对这些特点,设计了匹配的低通滤波器和降采样率的采样方法,保证了改进型正交检测精度。实测结果表明：改进型正交检测算法具有可行性,且相对于正弦正交检测的幅度误差为0.01%-0.72%,相位误差保证在4°的范围内;相对于方波正交检测算法,检测精度至少提高了一个数量级。改进型正交检测算法在对数据量较大的时域采集信息进行处理时,因无需进行乘法运算、实时性较高、具有较低的硬件要求,且能抑制高通特性大地介质的影响,而在可控源电磁探测中具有良好的应用前景。

基于一种改进型遗传算法的源强反算

为突破遗传算法(GA)在危险化学品泄漏事故应用中存在早熟收敛等不足,有针对性地引入淘汰者基因库,提高种群多样性,避免算法过早陷入局部极值。同时,借鉴粒子群算法的跟随思想,引入启发信息,强化收敛域内的局部搜索力度,最终整理得到改进型遗传算法(MGA)。统计结果表明,MGA的计算结果更准确,误差适应性更强,可为泄漏事故现场的应急决策提供快速有效的数据支持。

一种改进型Z源逆变器

传统Z源逆变器存在诸如输入电流不连续,启动冲击电流大,电容应力大等缺陷,为解决上述Z源所存在的不足,研究一种新的Z源电路拓扑。在保持同样的升压情况下,该改进型拓扑电容应力明显减小,冲击电流得到抑制。简要对比二者拓扑下的工作原理,并通过saber软件对单相Z源逆变器进行仿真,仿真结果验证了改进型Z源拓扑性能的优越性。

一种改进型农网有源电力滤波器的设计

在农网新的运行环境下,设计高性能的滤波装置是提高农网电能质量的重要措施。本文在有源电力滤波器中并入低次谐波无源滤波器组和高次谐波无源滤波器组,构建改进型有源电力滤波器,并对各构件及其主要参数进行了适当地选取。运用MATLAB搭建仿真模型,仿真结果表明,电源中的低次和高次谐波均得到较好的抑制,波形畸变率明显降低,可有效改善农网的电能质量。

LEC法的改进及其在施工现场危险源评价中的应用

为了实现建筑施工现场危险源评价的定量化,在对事故后果的解构基础上,采用Delphi法和AHP法融合,构建事故后果权重体系,对传统LEC法进行改进。并以安徽省巢湖流域水生态修复与治理工程一十八联圩生态湿地蓄洪区施工3标工程为例,对工程施工中危险性较大的分部分项工程进行危险源危险性评估,确定危险性较大的分部分项工程土方开挖工程和起重吊装及安装拆卸工程危险源分值分别为520和110.16,研究结果可为针对性措施的制定提供科学依据。

基于改进P-Q控制的光伏准Z源T型逆变器并网控制系统

针对传统两电平逆变器与三电平逆变器所需要的开关数量多、损耗大的问题,采用T型逆变器不仅可以克服传统多电平逆变器的缺点,还可提高系统的效率,将Z源网络用于T型逆变器提升了逆变器直流侧的电压水平。为此,将准Z源T型逆变器拓扑结构应用于P-Q并网控制系统中,其中P-Q控制器的电流控制环采用准比例谐振(quasi proportional resonant,qPR)控制策略,实现对电流的无静差跟踪,从而更好地控制并网系统有功与无功的输出。最后,通过MATLAB/Simulink软件仿真实验和实际硬件样机试验验证改进P-Q控制策略的光伏准Z源逆变器并网系统的可行性和有效性。相比于传统的双闭环控制策略,所提出的改进P-Q控制策略可以降低逆变器输出电流谐波,提高系统的经济性;相比于控制器电流环采用比例-积分(proportion integration,PI)控制,所采用的qPR控制能够更好实现对电流与功率的追踪,提高系统的稳定性。

基于光伏发电的改进型Z源逆变器

随着Z源拓扑结构的不断改进,出现了阻抗网络中带有有源开关器件的结构,但其输出电压增益较低且调制范围有限。提出了具有高升压能力的耦合型开关准Z源逆变器,并加入耦合电感来消除输入电流纹波。针对有源开关器件的控制,提出改进型空间矢量脉宽调制(SVPWM)直通调制法,通过调节开关调制数i可以以较小的直通占空比获得更高的输出电压增益。采用Simulink进行仿真实验,结果验证了新型拓扑结构和改进型调制方法的可行性以及电流纹波消除的效果。

基于改进Quasi-Z源逆变器的VSG光伏并网模型预测控制

针对传统光伏并网逆变器存在死区效应,易引起谐波量输出大、电流波形畸变等问题,设计了一种Quasi-Z源中点钳位式(neutral-point-clamped,NPC)拓扑型逆变器。为了克服三相电网电压不平衡导致的逆变器输出电流不平衡、有功和无功功率输出存在幅值振荡大等问题,在传统虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)不平衡控制策略基础上,提出了VSG不平衡改进控制方法。在该系统中,首先测量Quasi-Z源网络的电容电压、电感电流值并构建其离散量;然后建立改进VSG不平衡控制策略的离散控制指令值,并使用有限控制集模型预测方法将以上离散值相联立,实现了逆变器输出谐波量少、三相电流平衡、有功功率和无功功率振幅小。通过仿真验证了所提策略的有效性。

基于改进型SVPWM的开关电感型准Z源逆变并网的研究

介绍了一种单级型的升压逆变器,即开关电感型准Z源逆变器(SL-qZSI)。它的拓扑是以准Z源逆变器(qZSI)为基础,通过增加1个电感和3个二极管改进得到的。与传统准Z源逆变器相比,这种新型拓扑的优势在于升压效果更好,电路可靠性更高。拓扑的调制策略通过适当改进传统SVPWM调制策略得到。因此,将详细介绍开关电感型准Z源逆变器的工作过程和改进型SVPWM的算法实现,然后在Matlab仿真平台中搭建开关电感型准Z源逆变并网仿真模型,通过仿真验证理论分析的正确性。

基于改进新型无源观测器的机器人系统控制研究

为解决机器人系统控制稳定性问题,在经典无源观测器方法的基础上,采用改进的新型无源观测器,实现对机器人系统的控制。创建机器人的系统结构模型,外加输入力信号作为控制器的计算信号。针对经典无源观测器会发生能量积累的问题,提出改进的新型无源观测器方法。利用两个新的无源性观测器窗口无源性观测器(WPO)和重置无源性观测器(RPO),有效降低经典无源性观测器中PID控制器的增益,减小能量消耗,从而更快地检测出系统的不稳定性。在MATLAB中对机器人系统模型在x和y方向上的速度、位置和力反馈跟踪进行仿真实验,并与经典的无源性观测器方法进行对比分析。结果表明:采用改进的新型无源性观测器的机器人,系统速度在经历短暂超调后趋于稳定;位置跟踪曲线抖动较少,曲线更加平滑;最大力反馈比经典无源性观测器方法降低约33%。研究结果表明,采用改进的新型无源性观测器可以提高机器人系统的控制稳定性。

Z源逆变器及其多种改进拓扑结构的比较

相比于传统电压源、电流源型逆变器,Z源逆变器可以实现升降压变换,而且桥臂无需要插入死区时间,所以逆变器具有较高的可靠性。但同时传统Z源逆变器具有电容电压较高,存在启动冲击等问题。为了解决这些问题,研究学者提出了各种改进型Z源拓扑,但这些拓扑只能改进传统Z源逆变器的部分缺陷,而且改进的缺陷各不相同,这就导致使用者难以准确选择拓扑结构。为此,对常见的多种Z源逆变器拓扑进行了理论分析和仿真研究,从应用场合、性能优劣等方面进行了区分,以为使用者提供参考。

开关电感型Quasi-Z源逆变器

提出了一种开关电感型Quasi-Z源逆变器的拓扑,该拓扑用开关电感代替传统Quasi-Z源的电感,在保留传统Quasi-Z源逆变器优点的同时,在相同直通占空比的情况下增大了其升压倍数,而且在较小的直通占空比情况下即可实现任意倍数的升压,给调制因子较大的取值空间,提高了输出电压的质量与系统的稳定性。采用改进的空间矢量实现了对改进Quasi-Z源逆变器的控制。仿真和实验证明了该拓扑在相同直通占空比的情况下具有更高的升压倍数的新特性。