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双有源桥直流变换器三电平扩展移相控制下电感电流有效值最优跟踪控制策略
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作者 邓丹阳 陈艳慧 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期5800-5815,共16页
多电平双有源桥直流变换器广泛应用于电压传输范围宽的场合,能够减小功率开关电压应力,并提供更多自由度,优化变换器性能。首先,该文提出基于三电平扩展移相控制的三电平双有源桥直流变换器最小电感电流有效值跟踪控制策略,建立三电平... 多电平双有源桥直流变换器广泛应用于电压传输范围宽的场合,能够减小功率开关电压应力,并提供更多自由度,优化变换器性能。首先,该文提出基于三电平扩展移相控制的三电平双有源桥直流变换器最小电感电流有效值跟踪控制策略,建立三电平扩展移相控制策略下各工作模式下的数学模型,根据拉格朗日乘数法得到各可行域内部最优极值点处移相比之间的相互关系;然后,分析边界最优点,通过比较内部最优极值点和边界最优点处电感电流有效值,得到全局最优工作点;最后,根据传输功率与全局最优工作点处移相比的变化关系,得到全局最优工作点跟踪控制策略,克服寄生电阻和开关损耗对最优工作点的影响。将三电平扩展移相优化调制策略与两电平扩展移相控制、单移相控制以及峰值电流优化控制进行对比实验,实验结果验证了所提该优化策略能够有效减小电感电流有效值并提高变换效率。 展开更多
关键词 三电平 扩展移相 双有源桥直流变换器 最小电感电流有效值 跟踪控制
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基于RCP实时仿真的三电平H桥直流变换器实验平台设计 被引量:1
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作者 郭鹏辉 范学鑫 +2 位作者 王瑞田 谢桢 汪光森 《船电技术》 2016年第7期5-8,13,共5页
三电平以及多电平拓扑结构的变流器已经广泛应用于分布式发电,高压直流输电等领域,而实时仿真为变换器的研究提供了一种新颖的研究手段。本文基于RT_LAB构建了三电平H桥直流变换器快速控制原型(Rapid Control Prototyping,RCP)实时仿真... 三电平以及多电平拓扑结构的变流器已经广泛应用于分布式发电,高压直流输电等领域,而实时仿真为变换器的研究提供了一种新颖的研究手段。本文基于RT_LAB构建了三电平H桥直流变换器快速控制原型(Rapid Control Prototyping,RCP)实时仿真实验平台,介绍了其基本结构及软硬件设计过程,在此实时仿真实验平台上开展了三电平H桥直流变换器不同工况下的仿真,与离线仿真结果对比,吻合情况良好,验证了实时仿真实验平台设计的合理性。 展开更多
关键词 RCP 实时仿真 三电平H桥直流变换器
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双有源桥直流变换器相平面分析与优化 被引量:2
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作者 肖子衡 何志兴 +3 位作者 陈峻岭 陈燕东 欧阳红林 罗安 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期81-92,共12页
双有源桥DAB(dual active bridge)直流变换器的优化研究广泛,调制方法众多,然而,DAB的优化过程有2个困难:第1个是受制于传输功率的等式约束条件,使得可行域存在非凸的可能性,常规的凸优化方法可能会失效;第2个是常用的优化目标表达式过... 双有源桥DAB(dual active bridge)直流变换器的优化研究广泛,调制方法众多,然而,DAB的优化过程有2个困难:第1个是受制于传输功率的等式约束条件,使得可行域存在非凸的可能性,常规的凸优化方法可能会失效;第2个是常用的优化目标表达式过于复杂,所求得的控制坐标难以获得解析表达式。为了解决这些问题,采用了相对偏导增益法,从而避免了可行域非凸的问题。同时,基于相平面分析方法得到了以电感电压有效值最小化的控制坐标解析表达式,相比于以电感电流有效值最小化调制方法,电感电压有效值最小化调制方法的效率与以电感电流有效值最小化调制方法的效率相当,而且,简单的控制坐标便于该调制方法的数字实现。最终,实验结果证实了相平面分析的正确性以及所提调制方法的可实现性。 展开更多
关键词 双有源桥直流变换器 优化 解析表达式
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基于强化学习的双主动半桥直流变换器的效率优化方案 被引量:2
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作者 胡广 胡维昊 +2 位作者 唐远鸿 黄琦 陈哲 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期225-234,共10页
为减小双主动半桥直流变换器(DAHB)在传统双重移相(DPS)调制下轻载区较大的功率损耗,该文提出一种基于强化学习(RL)的DPS调制效率优化方案(QDPS)。该方案使用Q-learning算法作为一种RL的典型算法,通过对智能体进行离线训练,得到优化后... 为减小双主动半桥直流变换器(DAHB)在传统双重移相(DPS)调制下轻载区较大的功率损耗,该文提出一种基于强化学习(RL)的DPS调制效率优化方案(QDPS)。该方案使用Q-learning算法作为一种RL的典型算法,通过对智能体进行离线训练,得到优化后的调制策略QDPS。该策略能够为DAHB直流变换器提供最优的移相角,有效减小变换器在轻载区的功率损耗。与现有的单移相控制策略和双重移相控制策略相比,QDPS移相控制策略能够有效提高变换器的运行效率,改善变换器的性能。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提出优化方案的有效性。 展开更多
关键词 双重移相控制 双主动半桥直流变换器 强化学习 Q-LEARNING 效率
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基于一致性算法的级联H桥直流变换器研究 被引量:1
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作者 黄从胜 程志江 陈星志 《现代电子技术》 北大核心 2020年第6期5-8,共4页
针对多个H桥的接入和接出,造成各路变流器不均流均压问题,提出群系统一致性策略对群H桥模块进行协同控制。考虑H桥通信拓扑和信息交互权值以及H桥模块接入和接出系统等情况,分析了系统稳定特性,然后将所有H桥一致性信息与电压电流双闭... 针对多个H桥的接入和接出,造成各路变流器不均流均压问题,提出群系统一致性策略对群H桥模块进行协同控制。考虑H桥通信拓扑和信息交互权值以及H桥模块接入和接出系统等情况,分析了系统稳定特性,然后将所有H桥一致性信息与电压电流双闭环控制策略相结合,实现了群H桥电流状态快速一致和电压的稳定。通过Matlab/Simulink仿真结果表明,所提出的控制方案能有效地实现群H桥变流器的电流一致和电压稳定,提高系统的鲁棒性,对大规模的混合储能接入微电网有一定的理论意义。 展开更多
关键词 H桥直流变换器 一致性算法 混合储能 双闭环控制 协同控制 仿真分析
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面向能源互联网的固态变压器中双有源桥直流变换器研究 被引量:25
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作者 卢林煜 王鲁杨 +2 位作者 柏扬 陈超 李丽 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期141-150,共10页
针对双重移相控制固态变压器中非谐振式双有源桥直流变换器(Dual Active Bridge, DAB)传输轻载功率时,外移相的移相区间(Phase-ShiftInterval, PSI)窄且内移相对外移相的扰动灵敏度(DisturbanceSensitivity, DS)高的问题,提出一种改进... 针对双重移相控制固态变压器中非谐振式双有源桥直流变换器(Dual Active Bridge, DAB)传输轻载功率时,外移相的移相区间(Phase-ShiftInterval, PSI)窄且内移相对外移相的扰动灵敏度(DisturbanceSensitivity, DS)高的问题,提出一种改进移相控制方法。首先,通过对比分析DAB在传统移相控制(Phase-Shift-Control, PSC)下的工作原理与功率传输特性,建立了各PSC间的内在联系。其次,根据改进双重移相控制方法的工作原理,划分了三种工作状态并对各工作状态下的模态进行了研究。然后,推导了各工作状态的传输功率并分析了其传输特性。理论分析表明,该方法相对于传统移相控制方法,能显著降低外移相对内移相的DS和对传输功率的冲击度,拓宽了内外移相量的PSI,同时提高了系统的功率传输效率。最后,通过仿真验证了所提方法的正确性和优越性。 展开更多
关键词 固态变压器 双有源桥直流变换器 移相区间 扰动灵敏度 移相控制
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一种大功率三电平H桥直流变换器开关函数建模 被引量:1
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作者 梁旭东 范学鑫 +1 位作者 郭鹏辉 张新生 《船电技术》 2017年第2期1-4,共4页
开关函数的建模方法是研究电力电子变换电路和控制策略的一种有效手段。本文以一种三电平H桥直流变换器为研究对象,基于PWM移相控制策略和开关函数建模方法,搭建了三电平H桥逆变单元的开关函数模型,在MATLAB上开展变换器不同工况下的仿... 开关函数的建模方法是研究电力电子变换电路和控制策略的一种有效手段。本文以一种三电平H桥直流变换器为研究对象,基于PWM移相控制策略和开关函数建模方法,搭建了三电平H桥逆变单元的开关函数模型,在MATLAB上开展变换器不同工况下的仿真研究,并与Simlink库自带的H桥逆变器模型仿真结果对比,验证开关函数建模的有效性。 展开更多
关键词 三电平 H 桥直流变换器 PWM 移相控制策略 开关函数
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基于双重移相控制的双有源桥DC-DC变换器的软开关 被引量:77
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作者 王聪 沙广林 +2 位作者 王俊 庄园 程红 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期106-113,共8页
通过分析双重移相控制下双有源桥DC-DC变换器的工作模式与各桥臂IGBT实现软开关的约束条件,得出了满足软开关条件的高频变压器漏感参数设计方法与死区时间限制条件;根据变换器稳态运行各阶段电路状态数学模型的分析,实现了通过对电路参... 通过分析双重移相控制下双有源桥DC-DC变换器的工作模式与各桥臂IGBT实现软开关的约束条件,得出了满足软开关条件的高频变压器漏感参数设计方法与死区时间限制条件;根据变换器稳态运行各阶段电路状态数学模型的分析,实现了通过对电路参数的优化设计降低变换器开关损耗,从而提高双有源桥直流变换器的效率。最后,根据理论推导结果设计变压器漏感并试验,试验结果表明所提出的设计方法对增加软开关实现范围和提高变换器效率的有效性。 展开更多
关键词 双有源桥直流变换器 双重移相控制 软开关 死区时间 效率
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移相控制的双有源桥DC-DC变换器统一相量分析法 被引量:25
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作者 沙广林 王聪 +2 位作者 程红 邓嘉卿 王健宇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期175-185,共11页
提出一种用于分析移相控制双有源桥直流变换器的控制特点、功率的传输与交换特性的交流相量分析方法。通过傅里叶级数分解将变换器的动态方程转化为稳态相量表达式,从而建立适用于单移相控制、扩展移相控制以及双重移相控制的统一复功... 提出一种用于分析移相控制双有源桥直流变换器的控制特点、功率的传输与交换特性的交流相量分析方法。通过傅里叶级数分解将变换器的动态方程转化为稳态相量表达式,从而建立适用于单移相控制、扩展移相控制以及双重移相控制的统一复功率模型,得出功率分布区域。根据变换器稳态相量表达式得出不同控制方式所对应相量分析图,并提出不同移相控制策略的实际控制区域。仿真和实验结果与理论分析一致,验证所建立复功率模型的准确性。该分析方法避免了传统瞬时功率积分方法建立移相控制直流变换器功率模型过程中计算复杂、模型不统一以及物理意义不明确等问题,方便了多控制自由度情况下,变换器控制策略的选择与设计。 展开更多
关键词 双有源桥直流变换器 移相控制 功率模型 相量分析法
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基于回流功率优化的直流微网DC-DC变流器超螺旋滑模控制 被引量:1
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作者 陶海军 赵蒙恩 +3 位作者 郑征 张晨杰 宋佳瑶 黄涛 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3502-3514,I0150,I0151,共15页
针对直流微网系统中双有源桥直流变换器在系统发生扰动时动态特性差及在单移相调制下变换器效率不高等问题,该文在扩展移相调制下提出一种结合回流功率优化的超螺旋滑模控制策略。首先,分析双有源全桥(dual-active-bridge,DAB)变换器在... 针对直流微网系统中双有源桥直流变换器在系统发生扰动时动态特性差及在单移相调制下变换器效率不高等问题,该文在扩展移相调制下提出一种结合回流功率优化的超螺旋滑模控制策略。首先,分析双有源全桥(dual-active-bridge,DAB)变换器在扩展移相调制下两种模式的传输功率、回流功率数学模型及软开关特性,并以传输功率数学模型为基础建立DAB变换器的降阶模型。其次,以回流功率作为目标函数,以传输功率和软开关特性作为约束条件,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件法寻找最优移相比组合;利用DAB变换器降阶模型设计超螺旋滑模控制中的等效部分,采用超螺旋算法作为切换部分,这两部分与内移相比D1共同作用生成外移相比D2,用于调节变换器的输出电压。最后进行了仿真及实验验证,实验结果表明:在负载投切、输入电压突变、参考电压改变时变换器具有良好的动态性能,同时能有效地减小回流功率。 展开更多
关键词 双有源桥直流变换器 超螺旋滑模控制 动态性能 KKT条件法 回流功率
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基于功率补偿的DC-DC变换器电流应力控制方法 被引量:1
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作者 孙雨晴 陈卓 +2 位作者 梁耀贤 郝正航 陈湘萍 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2023年第7期44-53,共10页
针对双有源桥DC-DC(dual active bridge,DAB)变换器中存在较大的电流应力现象,提出一种基于功率补偿的电流应力改进控制方法。通过建立DAB的电流应力、传输功率与相移量之间的函数关系,利用拉格朗日乘数法建立电流应力的优化数学模型,... 针对双有源桥DC-DC(dual active bridge,DAB)变换器中存在较大的电流应力现象,提出一种基于功率补偿的电流应力改进控制方法。通过建立DAB的电流应力、传输功率与相移量之间的函数关系,利用拉格朗日乘数法建立电流应力的优化数学模型,从而推导出最优占空比组合,降低电流应力至最小值。通过引入一个虚拟分量对传输功率进行实时补偿控制,以满足系统在输入、输出突变情况下的快速响应能力,提高DAB的动态特性。最后,通过搭建Matlab/Simulink仿真模型进行验证,通过仿真结果表明:基于功率补偿的电流应力优化控制方法的动态响应特性和ZVS特性明显优于传统控制方法,且在减小电流应力的同时也降低了回流功率,进一步验证了优化控制方法的正确性和优越性。 展开更多
关键词 双有源桥直流变换器 拉格朗日乘数法 电流应力 虚拟分量 动态响应特性
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多电飞机双向直流变换器的电流应力优化策略 被引量:1
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作者 卢建华 郝凯敏 +2 位作者 李飞 贾临生 孙旭 《电气传动》 2021年第9期18-23,共6页
双向直流变换器在多电飞机电源系统中有着重要的应用,为提高双有源桥双向直流变换器效率,提出一种基于双重移相模态组合控制的优化控制策略。为降低变换器电流应力,提高变换器效率,在推导不同模态下变换器电感电流、传输功率及电流有效... 双向直流变换器在多电飞机电源系统中有着重要的应用,为提高双有源桥双向直流变换器效率,提出一种基于双重移相模态组合控制的优化控制策略。为降低变换器电流应力,提高变换器效率,在推导不同模态下变换器电感电流、传输功率及电流有效值数学表达式的基础上,利用拉格朗日方程求取在不同模态、不同电压调节比下使得电感峰值电流最小的移相比函数。通过仿真对比研究双重移相模态组合优化控制及单移相、拓展移相控制、双重移相单模态1控制方式下的电感峰值电流及电流有效值。对比分析表明,双重移相模态组合优化控制不仅减小了系统电流应力,而且降低了变换器电流有效值,在提高系统效率方面更具优势。 展开更多
关键词 双有源桥直流变换器 双重移相控制 模态组合 电流应力优化
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新型半桥软开关CO_2逆变焊机 被引量:1
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作者 佘致廷 曹达 +1 位作者 夏富平 李英 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期81-84,共4页
针对降低CO2逆变焊机的开关损耗、输出电压纹波以及数字化控制等问题,分析了一种在直流母线回路增加两只功率开关器件的半桥DC-DC变换器软开关工作机理.基于先进精简指令微处理器(advanced RISC machines,简称ARM)设计具有电流和电压双... 针对降低CO2逆变焊机的开关损耗、输出电压纹波以及数字化控制等问题,分析了一种在直流母线回路增加两只功率开关器件的半桥DC-DC变换器软开关工作机理.基于先进精简指令微处理器(advanced RISC machines,简称ARM)设计具有电流和电压双闭环控制策略的全数字化CO2逆变焊机.在Matlab/Simulink环境下,对新型半桥DC-DC变换器的软开关工作过程进行仿真分析.结果表明,与传统模拟控制的半桥逆变焊机相比,这种ARM控制的新型半桥软开关逆变焊机具有开关损耗低、电压纹波小、编程灵活、稳定性好等优点. 展开更多
关键词 二氧化碳逆变焊机 直流直流变换器 软开关 数字化控制
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风光发电制氢供电系统稳态运行研究 被引量:1
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作者 党瑞 邹蕴韬 +3 位作者 侯丹 张树楠 马小婷 曹洋 《电力电容器与无功补偿》 2023年第6期23-31,共9页
对于风光发电制氢系统来说,其供电系统也是必不可少的关键环节。现有供电技术多采用交流输电方式,给直流负荷供电时电力变换级数多,涉及设备较多,且需要配备无功补偿装置,经济性较差。针对上述问题,本文以某风光发电制绿氢项目为依托,... 对于风光发电制氢系统来说,其供电系统也是必不可少的关键环节。现有供电技术多采用交流输电方式,给直流负荷供电时电力变换级数多,涉及设备较多,且需要配备无功补偿装置,经济性较差。针对上述问题,本文以某风光发电制绿氢项目为依托,对风光发电制氢供电系统进行设计与研究。整个供电系统采用直流输电方案,系统中的核心设备大功率直流变压器采用模块化设计,子模块采用谐振型双有源桥直流变换器拓扑,控制策略采用适合工程应用的单重移相控制。同时,根据光伏、风机、储能电池及电解槽的设备特性进行等效,利用PSCAD/EMTDC搭建系统仿真模型,以此对风光发电制氢供电系统的稳态运行特性进行分析。从仿真模型的稳态运行结果可以看出,储能系统可以稳定的建立直流母线电压,各端口高压侧的直流电压稳定,各DCT的输出功率与设置的功率基本相同。负荷侧的AWE电解槽和PEM电解槽供电电源稳定,且纹波系数可以控制在0.1%以下,完全满足电解槽对供电电源的要求。 展开更多
关键词 绿氢 直流输电 大功率直流变压器 谐振型双有源桥直流变换器 单重移相
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