车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法

研究车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法,以获得更稳定的输出电压,满足车载电源需求。分析燃料电池输出特性,揭示燃料电池输出电压、电流关系,将其作为依据并结合汽车动力系统结构,设计二次型Boost变换器,在分析其主电路结构以及工作原理的前提下,提出基于输入电压前馈的全状态双环控制策略,电流内环控制通过比较实际输出电流和期望输出电流的差值调节开关操作,以完成负载变化时燃料电池输出电流控制;电压外环控制器根据输出电压和期望电压值之间的差异调整开关状态,实现对燃料电池输出电压控制。实验结果表明:该方法可实现直流变换器控制,控制后的输出电压波形稳定、电压纹波较小、超调量低、控制效率高。

采用双馈机组的风电场无功功率控制研究

现今双馈风力发电机已成为风力发电的主流机型,然而在故障期间,转子侧变流器在转子保护的作用下退出运行,不能向电网提供无功功率以保持系统稳定运行。分析了网侧变流器的无功调节能力,提出了电压外环和功率外环两种控制模型。在DIgSILENT/Power Factory仿真软件中建立了包含风电场的三机九节点系统,仿真结果表明在故障情况下,与传统的单位功率因数控制相比,两种控制模型下的网侧变流器均能产生较多的无功,在一定程度上提高了风电接入系统的暂态电压稳定性。最后对比分析了网侧变流器采用两种控制模型时的无功特性。

隔离型离网逆变器控制策略研究

随着智能电网的提出,由分布式电网组成的微网被国内外学者广泛研究。此处针对离网型逆变器控制策略展开了研究。首先建立了电感电流比例控制、电容电压比例积分(PI)控制的双环控制模型。为了降低负载对输出电压的影响,提出了基于负载电流前馈的输出阻抗重构控制策略,有效地抑制了负载效应。针对基于PI的双环控制逆变器输出电压精度低、带非线性负载时低次谐波含量大的问题,提出了基于准比例谐振(PR)控制器的电压外环控制方式,实现了对给定信号的闭环无静差跟踪,降低了谐波频率点输出阻抗,减小了对应频率点输出电压谐波含量。最后,设计了1.5 kW的原理样机,并验证了所有设计。

用于分布式风电的LCL型STATCOM控制策略研究

为解决分布式风电接入电网带来的电压波动以及补偿装置谐波污染等电能质量问题,引入(inductance-capacitanceinductance,LCL)耦合型静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)。针对系统非线性时变的特殊性和装置补偿性能的提升,提出LCL型STATCOM基于过渡过程的并网点电压外环非线性PI与电流内环准-比例谐振(QPR)串级的双环控制。利用过渡过程降低信号起始误差,实现超调降低、响应速率加快;通过频率特性分析,设计了适合系统的QPR控制器参数。通过Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,对比分析双PI控制策略下装置的电压波动抑制和谐波治理效果。仿真结果表明,该控制策略对系统电压波动和电流畸变率具有更好的抑制效果,能有效提升系统运行稳定性和电能质量。

两级式光伏发电系统并网控制算法仿真及实验

分布式光伏电源将成为全球能源互联网的关键一环.光伏发电系统作为分布式光伏电源的核心部件,通过并网控制算法将光伏直流电转换成交流电注入电网.而电网的波动将影响光伏发电系统的并网接入,因此并网控制算法有必要考虑电网的干扰.通过电流内环前馈补偿的方法抵消电网的干扰,并将光伏电压作为外环控制对象从而完成光伏发电系统的并网过程.通过MATLAB/Simulink平台对电压外环电流内环前馈补偿的并网控制算法进行了仿真,并进一步通过DSP硬件平台验证了控制算法的有效性.

单相有源功率因数校正器直接储能控制的研究

对于传统的单相有源功率因数校正器(APFC),一般采用电压外环、电流内环的双闭环控制结构,直接控制输出电容电压和中间电感电流,能够获得良好的控制效果。将直接控制电容电压和电感电流的控制策略引申为直接控制电容电压平方和电感电流平方,即无源器件的直接储能控制,对传统有桥结构的单相APFC进行理论分析、仿真分析和试验验证。结果表明,通过直接控制电容电压平方和电感电流平方,单相APFC能够获得满意的动态和静态特性。该方法可以推广应用到包含有控制电容电压和电感电流的其他类型电力电子变换器。

装卸机器人用永磁同步电机弱磁调速系统

研制的装卸机器人用永磁同步电机弱磁调速系统,可以满足装卸机器人高速度、高可靠性的运转要求。为降低成本,采用表面式永磁同步电动机。针对装卸机器人的负载特性,提出了基于电压外环调节器的弱磁控制方案。经实验验证,该系统运行可靠,满足装卸机器人的应用要求。

光伏/蓄电池系统共直流母线的控制策略研究

通过蓄电池的能量存储作用,可以平抑光伏发电输出功率受环境条件变化的影响。在光伏阵列、蓄电池数学模型的基础上,研究了光伏阵列与蓄电池共直流母线的控制策略。直流母线电压采取滞环特性的管理模式,利用蓄电池的充放电来维持直流母线电压稳定。为防止蓄电池在工作状态与停止状态之间来回切换,蓄电池电压外环控制策略采用非线性函数的控制方案。通过PSCAD/EMTDC仿真软件,利用算例系统验证了所建立模型和控制策略的正确性和有效性。仿真结果表明,在蓄电池的平抑作用下,光伏发电系统能以恒定的功率并入大电网,这是未来光伏发电系统的发展趋势。