风力发电机无速度传感器网侧功率直接控制

采用不可控整流和可控逆变的交直交结构作为直驱式永磁同步风力发电机的并网电路。从发电机转速、功率和直流母线电压之间的相互关系出发,提出利用直流母线电压进行转速观测实现无速度传感器。根据风力机特性和并网电路的功率模型,提出网侧功率直接控制实现最大风能跟踪。实现了有功／无功功率的解耦控制,并给出有功／无功的参考值选取范围。最后采用电流滞环方法进行逆变器控制。仿真结果验证了所提出的控制策略简单有效、具有良好的稳态精度和动态性能。

双级矩阵变换器的网侧功率因数

通过建立双级矩阵变换器数学模型,得到了网侧功率因数角的解析表达式,着重探讨了系统各参数对网侧功率因数的影响,得出了18开关双级矩阵变换器网侧功率因数可调范围受系统参数影响的结论,通过仿真试验表明了理论分析的正确性。为解决双级矩阵变换器输入功率因数不为1的问题,提出了网侧功率因数闭环控制方法,解决了目前网侧功率因数无法实现动态补偿的问题,使网侧功率因数在系统参数变化时仍然保持为单位功率因数,最后通过实验表明该方法的可行性与有效性。

基于网侧功率平衡的电网不对称时三相VSR控制方法研究

对三相VSR在电网电压不对称条件下进行建模分析。在网侧功率平衡的基础上,基于正、负旋转坐标系下双电流环控制策略对直流侧电压进行了研究。仿真结果表明,这种控制策略可有效抑制因电网电压不对称所导致的三相VSR直流侧电压二次谐波。

矩阵变换器网侧功率因数控制研究

受输入滤波器参数和系统功率的影响,矩阵变换器网侧功率因数在采用传统控制方法时,网侧功率因数控制精度不高。为克服这一问题,通过建立矩阵变换器时域数学模型,提出一种高精度的网侧功率因数控制方法,并将其与传统网侧功率因数控制方法进行了对比研究。仿真结果表明采用本文所提网侧功率因数控制方法是正确可行的。

电流源型整流器网侧功率因数的控制方法

针对电流源型整流器(CSR)输入侧滤波器引起网侧功率因数不为1的问题,提出基于静止坐标系下网侧电流跟踪电压的闭环控制。相较于传统基于旋转坐标系的控制方法,所提方法无需旋转坐标变换和电压锁相环,一定程度上减少了系统计算量和系统不稳定因素。为解决网侧电流直接跟踪电压问题,提出信号重构思想,真实反映了重构前的相位,使得不同电气量之间的跟踪成为可能。基于搭建的小功率实验平台进行验证,实验结果表明了所提方法的有效性。

CRH1型动车组网侧功率失衡故障原因分析

CRH1型车高压系统的功率作为动车组实时检测的参数,通过有效的方法分析其数值变化可以判断动车组高压系统工作是否正常,提前发现并排除动车组高压系统的故障隐患,保证动车组线上的正常运行。介绍CRH1型动车组高压系统网侧功率的概念并基于其检测的原理,分析CRH1型动车组出现网侧功率失衡故障可能的原因,提出了一种查找CRH1型动车组网侧功率失衡故障的方法,即实时监控高压系统和牵引系统各个模块反馈功率信号,通过功率守恒定律来判断车组报出功率失衡故障的原因。

矩阵变换器的两种网侧单位功率因数控制方法

受输入滤波器的影响,矩阵变换器输入功率因数设置角为0时,网侧功率因数并不为1,网侧电流会超前网侧电压。为实现网侧功率因数为1,基于网侧电路时域分析方法,获得了网侧功率因数角和输入滤波器、输出功率之间的关系。分析了输入滤波器参数和输出功率对网侧功率因数的影响,并提出两种网侧单位功率因数控制方法。将所提控制方法与基于频域分析方法的网侧单位功率因数控制性能进行了实验对比研究,同时对所提控制方法二进行了实验验证。实验结果表明,所提控制方法一具有比基于频域方法更好的网侧单位功率因数控制效果,同时实验结果证明了所提闭环控制方法二是正确可行的。

网侧三相PWM整流器最小耦合模型控制

三相电压型PWM整流器采用虚拟电网磁链定向方式,对谐波和干扰有良好的抑制作用,但未从根本上解决d、q轴电流交叉耦合问题。对此引入"虚拟定子磁链"概念,提出了三相PWM整流器最小耦合模型控制策略。建立了虚拟定子磁链定向方式下三相PWM整流器数学模型,并与传统的虚拟电网磁链定向方式进行对比分析。同时提出了虚拟定子磁链定向方式下直接电流控制和功率因数控制方法,为保证控制策略的有效实施,构建了频率自适应虚拟定子磁链观测模型。仿真和实验结果表明所提控制方案的有效性,相比于传统虚拟电网磁链定向方式,采用虚拟定子磁链定向控制可实现稳态完全解耦控制,同时削弱动态过程的耦合影响,具有优异的动、静态性能。

适用于农网的中小功率风力发电电源研究

根据农网对中小功率风力发电电源的要求,采用永磁同步风力发电系统设计了不控整流器加并网脉冲调制(PWM)变换器结构的风力发电电源,具有结构简单,控制方便,成本较低,易于维护的特点,对其运行控制策略进行研究,实现了有功/无功解耦控制,提出了一种基于网侧功率直接控制原理的最大风能跟踪控制策略,仅需控制并网电流一个参数就能直接控制并网功率。建立了相关的试验系统,通过试验验证了所设计的系统和所提出方法的正确性和可行性,是一种适用于农网的中小容量风力发电电源。

风力发电机组并网及控制电路设计

对直驱式永磁同步风力发电机组并网及MPPT电路进行了研究，归纳出最大风能跟踪的研究现状，对功率控制进行了改进，提出了基于直流母线电压观测转速的无速度传感器网侧功率直接控制方法，对不控直接并网方式构成的完整算法进行了仿真实验验证．

多目标优化的预测控制用于矩阵变换器研究

为同时实现网侧功率因数、输出电流、共模电压和网侧谐波电流的控制,将其按照一定的权重关系建立了优化目标函数,通过采用预测控制预估未来时刻输入输出量的值,遍取27种矩阵变换器的开关状态,选择使目标优化函数最小的开关状态作为下一个周期的开关管动作。为减少网侧电流谐波,采用虚拟谐波阻尼方法,将网侧电流通过d-q旋转变换和低通滤波得到其谐波分量,再将该谐波分量通过坐标变换转移到矩阵变换器参考输出电流中。对基于预测控制所建立的优化目标函数1和函数2以及虚拟谐波阻尼方法用于两种优化目标函数的可行性进行了仿真验证。仿真结果证明了所提方法是正确可行的。

牵引四象限变流器的预测电流控制

以牵引四象限变流器为研究对象,在分析变流器工作原理的基础上,为提升变流器瞬态响应、降低网侧电流谐波、保证网侧单位功率因数和稳定直流侧电压,对变流器的预测电流控制策略进行了研究与分析。利用MATLAB/Simulink搭建四象限变流器主电路和预测电流控制系统模型,对牵引状态下的网侧电流谐波、网侧功率因数和直流侧电压进行仿真测试。仿真结果表明,在牵引工况下,基于预测电流控制的四象限变流器可以实现网侧电压电流同相、稳定中间直流电压以及降低网侧谐波含量。

CRH_3型高速动车组整流器预测电流控制仿真研究

对CRH3型高速动车组牵引传动系统采用的四象限整流器,在分析了其基本原理及其控制策略的基础上,利用Matlab/Simulink建立了一种基于预测电流控制方法的四象限脉冲整流器的仿真模型。仿真结果表明,预测电流控制方法可以保持中间直流环节电压的稳定输出,实现调压稳压的功能,并且网侧功率因数近似等于1,谐波含量较小。

新型四象限电力电子变压器的研究

电力电子变压器(PET)是一种采用电力电子变换器和高频开关变压器的电能传输装置,在电力系统配电网中具有潜在的应用价值。提出了一种新型PET,其组成是:变压器前级即高压端只有一级单相-单相交交变换器,可以得到高频交变电压;变压器后级即低压端为一级单相-单相交交变换器,经过滤波得到低压工频电压;最后级为阻性变换器,可以获得低压直流电压输出和单位输入功率因数。结果可以得到网侧单位功率因数,同时具备四象限功能。对这种PET进行了理论分析和仿真分析,并进行实验验证。结果表明:这种PET具有结构简单、控制容易、换流安全、单位输入功率因数、双向功率流动以及便于级联等特征,具有一定的应用价值。