交流并网电力电子变换器高性能无源性控制方法研究

配电网要求电力电子变换器能够具备足够快的响应速度,同时能够稳定运行。现有的控制方法在快速性与稳定性之间存在一定矛盾。针对这一问题,本文以交流并网电力电子变换器为研究对象,提出一种高性能的无源性控制方法,将控制对象整定为无源系统,实现本质稳定运行,并且基于控制参数对电力电子变换器输出性能的影响规律,以动态调节过程中的超调量与过渡时间为控制目标,对控制部分中的各个参数进行优化设计,以解决稳定性与快速性之间的矛盾。PSCAD模型仿真结果证明了所提控制方法能够保证电力电子变换器具有足够的稳定裕量与动态性能,动态调节过程中的超调量、过渡时间明显减小,满足电力电子变换器的高性能稳定运行的要求。

小信号模型在电力电子变换器设计中的应用

针对连续导通电流模式(CCM)与断续导通电流模式(DCM),介绍了占空比计算与小信号模型的建立方法。在CCM模式下,通过状态矩阵分析与泰勒级数展开,得到系统的小信号状态空间平均方程。在DCM模式下,采用开关网络平均法与泰勒级数展开,得到开关网络的平均模型与变换器的小信号模型系统。成功建立了电力电子变换器的占空比计算与小信号数学模型,为电力电子设计提供了有力的分析工具。

新能源制氢电力电子变换器综述

新能源发电与氢能相结合是实现"碳达峰"与"碳中和"目标的重要途径之一,其中,电力电子变换器被广泛应用。为了实现电解制氢系统高效运行,要求电力电子变换器具有低压大电流能力、低输出电流纹波、高降压比及高可靠性等特点。文中首先分析了电解器模型,并对目前商业化电解器的特点及技术指标进行研究。然后,对新能源电解制氢系统,包括碱性电解器、质子交换膜电解器和固体氧化物电解器中的电力电子变换器进行了整理和分类,并对各类拓扑进行了分析和对比。同时,对电力电子变换器在新能源制氢中潜在的应用、存在的问题以及发展的方向进行了讨论和总结。

电力电子变换器控制的异步电机发电技术

与国防和民生密切相关的独立电源系统以及再生能源等两大领域,都向发电系统提出了迫切的需求。电力电子变换器控制的异步电机发电技术是再生能源、舰船、航空等领域的研究热点。本文对带有静止励磁调节器的三相笼型异步发电机的结构特点、工作原理、控制策略进行了系统地分析和总结,对两种定子双绕组笼型异步发电机的工作原理和技术现状分别进行了详细地分析,并分别总结了系统的技术特点。最后展望了带有静止励磁调节器的异步电机发电技术的发展前景。

电力电子变换器结构性故障的有向图论诊断方法

提出了一种基于有向图论分析的电力电子变换器结构性故障诊断方法。首先将变换器的拓扑图转换为有向图,找到正常工作路径;然后根据故障类型求出邻接矩阵,利用邻接矩阵得到故障时的工作路径,与正常工作路径进行比较后,可以得到特征电量的变化情况,从而获得故障诊断的判据。文中以二极管钳位型三电平半桥逆变器为例,介绍了基于有向图论分析的结构性故障分析及诊断方法,最后通过仿真验证了该方法的可行性和有效性。

基于人工智能的电力电子变换器开路故障诊断研究综述

电力电子变换器已被广泛应用于航空航天系统、直流输电、分布式能源和智能电网等领域,其可靠性问题成为学术界和工业界的研究热点。开展对电力电子变换器开路故障监测与智能诊断方法研究,对避免二次故障、降低运维时间与成本和提高电力电子系统可靠性具有重要意义。文章首先对电力电子变换器故障特征进行分析与总结,然后对特定基于人工智能(artificial intelligence,AI)技术的电力电子变换器开路故障诊断方法及应用实例综述,随后提出一种基于随机森林与瞬时故障特征相结合的故障诊断方法用于三相电力电子变换器故障诊断,最后提出基于AI的电力电子变换器开路故障诊断方法面临的挑战,并展望该领域未来的研究方向。

电力电子变换器的单周控制方法的探讨

介绍了单周控制的原理及其在电力电子变换器的几种主要拓扑中的应用,并给出了在常用拓扑中的控制规则。通过与传统的PWM调制方式进行比较,对单周控制的优点及其不足进行了分析,指出了单周控制的发展趋势。

电力电子变换器潜在电路自动识别法

研究与开发电力电子变换器潜在电路自动识别的计算机辅助分析法,可提高所设计的电力电子变换器的安全运行可靠性。建立电路器件和拓扑的通用信息库,并根据电力电子器件的特点提出其电流特性模型,基于器件的电流特性模型和搜索算法自动查找变换器中所有的电流路径,在此基础上,设计出"器件类"和"功能类"线索表,以自动识别变换器中所有的潜在电路。基于该方法开发的计算机辅助分析系统应用表明,它具有操作简单、自动化程度高、通用性强、准确性高等优点,可适用于复杂电力电子变换器的潜在电路分析。

电力电子变换器机内辅助开关电源设计与实验

论述了峰值电流控制RCD钳位反激变换器的原理 ,并首次提出了RCD钳位等关键电路参数设计准则。设计并研制成功的 15W 2 2 0V 5 0HzAC/ 2 70VDC/ +15VDC(0 .8A)、- 15VDC(0 .15A)、+5VDC (0 .2A)机内辅助开关电源具有功率密度高、变换效率高、过载与短路能力强、可靠性高等优良的综合性能 ,在AC/AC、DC/AC、AC/DC、DC/DC等四类电力电子变换器中均具有重要应用价值。

电力电子变换器潜电路中的无效路径剔除方法

在现有无效路径判据的基础上,基于电路元件特性及基本电路原理,提出了可用于一般电路的无效路径剔除方法,并用基本降压式谐振开关电容变换器电路验证了此方法的可行性和正确性。

电力电子变换器非线性混沌现象及其应用研究

电力电子变换器混沌现象是一个必须加以重视的问题,它的研究一方面将深刻认识电力电子变换器的本质,分析一些以往无法解释的现象,如不规则的电磁噪声、系统运行的不稳定工作状态;另一方面将基于混沌现象提出新的设计方法和控制策略,实现现有电力电子变换器无法达到的性能。为此,本文将从确定性运动、随机运动角度分析电力电子变换器混沌现象研究的必然性,明确电力电子变换器混沌现象的研究目的。文中主要以DC-DC变换器为研究对象,对电力电子变换器混沌现象的基本类型进行分析和综合,由此展望对电力电子变换器混沌研究的发展和未来应用的前景。

基于FPGA的电力电子变换器控制系统设计

电力电子变换器控制系统一般是基于数字信号处理器或以DSP为主,现场可编程门阵列为辅的控制系统架构进行设计,但在一些实时性要求高、扩展性强的应用场合受到限制。而以FPGA为主进行设计的电力电子变换器控制系统具有集成度高、实时性好的特点,能更好地满足高性能控制系统需求。在深入研究FPGA架构基础上,系统分析了采用FPGA的电力电子变换器控制系统设计实例,概括得出基于FPGA的电力电子变换器控制系统的一般设计原则与设计方法,为其在电力电子变换器控制系统设计中的深入应用奠定基础。

电力电子变换器功率因数校正技术现状及趋势

本文简要分析了电力电子设备功率因数低的主要原因;分别介绍了单相功率因数校正技术(包括传统的PPFC、填谷方式PPFC、电荷泵式PPFC、两级APFC和单级APFC)和三相功率因数校正技术(包括单相PFC、组合式三相PFC电路、单开关PFC电路和六开关PFC电路)的电路原理、特点,并给出了应用电路;最后展望了功率因数校正技术的发展前景。

基于多涡卷混沌吸引子的电力电子变换器混沌PWM控制研究

基于多涡卷混沌吸引子,提出了一种新型混沌PWM控制方法抑制电力电子变换器电磁干扰。该方法将多涡卷混沌吸引子与传统混沌PWM控制结合,应用于电力电子变换器的控制中,实现从电磁干扰源头上抑制传导电磁干扰。对比传统混沌PWM控制,该方法能够在降低开关频率及其倍数次谐波峰值的同时,减少开关频率及其倍数次附近次谐波的生成,具有更好的EMI抑制效果。

基于邻接矩阵的电力电子变换器潜电路分析方法

建立了电力电子变换器潜电路的邻接矩阵分析方法。将变换器各元件间的连接状态采用邻接矩阵存储,通过深度优先搜索算法对邻接矩阵中处于连接状态的顶点序列进行搜索,根据路径判别条件实现了潜电路的识别,得到用顶点序列描述的潜电路路径。以C和VC++6.0为平台编制了基于邻接矩阵的电力电子变换器潜电路分析软件,并以升压谐振开关电容变换器潜电路的分析为例,详细分析了算法的实现过程,验证了算法的有效性。

大功率电力电子变换器技术及其应用专辑特邀主编评述

大功率电力电子变换技术在提高大型互联电网运行可靠性、中高压大容量电力负荷供电与驱动、新能源中高压并网发电、电能质量治理以及大规模电力储能有着广泛的应用前景.近年来,中高压大功率电力电子变换器在拓扑结构、调制方式、控制策略及系统构成等方面取得了长足进展,有效地解决了大功率电力电子变换器应用系统的稳定性和系统鲁棒性问题,提升了大功率电力电子变换器自身运行的安全性和可靠性.此外新技术、新材料及新器件的应用也大大提升了大功率电力电子变换器的变换效率及运行极限.

新能源发电系统中的电力电子变换器(英文)

讨论了太阳能发电和风力发电的条件及其适应器,并且对各种最大功率点跟踪方法进行验证.论文研究了电力电子变换器拓扑技术在最大功率点跟踪及电压变换方面的应用.另外,发电系统还包括:逆变器驱动电路,蓄电池充电器,DC-DC和AC-AC电力变换器.本文对新能源领域中电力变换器及其驱动电路的最新发展做了全面的综述;其中,重点介绍了所用到的不同的最大功率跟踪方法并给用到的各种类型进行简单描述.

基于动态相量法的电力电子变换器的模型与仿真分析

电力电子装置在电力系统中得到广泛应用,忽略这类快速控制器件内部动态特性的准稳态模型在进行动态分析时缺乏准确性,而基于时域模型的电磁暂态仿真的仿真规模又受到限制。本文引入动态相量法,用来建立电力电子变换器的非线性、大信号、时不变的模型。仿真结果表明,动态相量模型比传统的稳态相量模型精确,非常接近于时域模型的结果,适合于快速数值仿真。

电力电子变换器中滤波电容参数设计方法

在电力电子变换器中,滤波电容可以抑制电压脉动,消除谐波,其参数大小对变换器的性能有着重要影响。本文首先分析滤波电容器的特性,得出影响电容器滤波效果的各个因素,然后介绍了几种常用的滤波电容器参数设计方法,最后通过一个全桥变换器进行了仿真验证,有助于学生更好地掌握滤波电容器的参数设计。

电力电子变换器切换控制方法综述

电力电子变换器作为电能转换装置扮演着越来越重要的角色。电力电子变换器在开关通断的不同状态下系统的动力学特性不同,是典型的切换(非线性)系统。传统电力电子变换器的建模和分析方法采用小信号平均模型,利用线性系统理论对变换器进行分析和设计,这些方法只在工作点附近有效,当系统参数发生大范围变化时,变换器控制性能降低。利用切换控制理论分析和设计变换器,能够体现变换器的本质特征,对于提高变换器控制性能具有重要意义。本文针对电力电子变换器切换控制进行了详细的综述,对基于切换控制理论的变换器分析和设计的方法进行了分类介绍,总结了现有方法存在的问题,给出了进一步研究的方向。