用于提高可再生能源发电系统电压稳定性的双向DC/AC/DC变换器研究

由于可再生能源具有随机性特点,使得可再生能源发电系统电压稳定性较差。设计了一种基于超级电容器储能系统的大功率、宽工作范围双向DC/AC/DC变换电路,对变换电路进行了原理分析,建立了数学模型,根据可再生能源发电系统直流母线电压的不同运行状态,设计了控制策略,通过控制能量在超级电容器与可再生能源发电系统之间相互传递,提高可再生能源发电系统的电压稳定性。通过仿真分析,验证了设计电路的正确性、控制策略的有效性和运行的灵活性。

集成于DC/AC/DC的车载燃料电池内阻测试系统研究

车载燃料电池内阻在线测试操作复杂、成本高,为解决这一问题,提出通过DC/DC 产生微电流信号,对燃料电池输出电压和输出电流进行傅里叶变换得到燃料电池电化学阻抗谱(Electrochemical impedance spectroscopy,EIS)的测试方法。该方法集成于并联的Boost 与DC/AC/DC的级联系统,并联Boost 实现功率传输与扰动信号的解耦,DC/AC/DC 变换器可获得更高的升压比,使该测试系统更适用于燃料电池汽车等较高电压等级的场合。在MATLAB 搭建了仿真模型,仿真结果表明实现高电压比的同时,微电流引入对系统影响小且可以测得精确的内阻值。

V2G车网互联的双向AC/DC变换器直流阻抗模型及特性分析

双向AC/DC变换器的控制及直流输出阻抗是电动汽车充电桩并网运行及稳定性分析的关键。首先,提出含直流下垂环节的虚拟同步电机(VSM)控制策略,并利用上层功率指令实现双向AC/DC变换器直流电压的无差调节。然后,建立VSM功率控制环小信号模型,分析有功功率传输、有功功率指令与直流电压间的交互作用及影响。接着,建立双向AC/DC变换器在直流下垂VSM控制策略下的直流输出阻抗模型,详细分析阻尼系数、惯性系数、直流侧电容、传输功率、直流下垂系数等关键参数对直流输出阻抗的影响。最后,通过仿真及阻抗测量验证了所提直流下垂VSM控制策略的有效性和阻抗模型的正确性。

基于NLESO的交直流微电网双向AC/DC换流器改进滑模稳压控制

针对交直流混合微电网中双向AC/DC换流器在外界扰动下出现的直流母线电压波动问题,设计了一种应用于双向AC/DC换流器的非线性扩张状态观测器(nonlinear extended state observer,NLESO),以实现对分布式电源功率波动和负荷投切变化等不确定因素的快速追踪与补偿,保证了在不同扰动下交直流混合微电网的稳定性。进一步提出了基于NLESO的改进积分滑模控制方法,提高了直流母线电压的控制精度。结合非线性光滑函数设计了滑模趋近律,消除了传统滑模控制中的高频抖振现象。通过Lyapunov理论对系统的稳定性进行分析验证,仿真结果表明该控制方法响应速度快、控制精度高、抗扰动能力强并且无抖振现象。

面向低压大容量直流供电的混合型AC/DC接口变流器解耦控制

为解决传统基于电流源型整流器(currentsourcerectifier,CSR)的两级式高降压比电力电子变换设备中存在的多控制目标之间的耦合问题,在所提出的相控电流源型整流器和输入串联输出并联LLC-DC/DC变换器相结合的混合型拓扑结构基础上,通过建立考虑系统直流环节电感电容的小信号模型,提出了一种在较低自由度下可同时实现交流侧功率因数和输出直流电压调节的解耦控制方法。通过绘制系统的根轨迹,分析了系统解耦前后控制参数对系统稳定性的影响。最后,通过RT-Lab半实物仿真验证了所提方法的有效性。

混合微网中双向AC/DC变换器研究与设计

在交直流混合电网中,AC/DC变换器既要实现直流微网与上级交流电网的连接,也要成为风力发电、燃气轮机发电等交流型分布式能源的并网接口。基于此,首先建立交直流混合微网中AC/DC变换器模型;其次采用PID闭环控制,实现配电系统的稳定,并在系统中增设可控出力的蓄电池双向功率变换环节,实现功率平衡;最后采用SVPWM进行逆变控制策略,降低谐波畸变率,进一步保证系统稳定性。

基于DC/AC逆变电源交/直流侧传导EMI噪声机理建模

针对DC/AC逆变电源交/直流侧的传导EMI噪声机理特性,提出直流侧噪声源内阻抗建模方法,理论分析了不同工作模式下交流侧的传导EMI噪声共模/差模噪声传输机理模型和控制参数影响下的噪声建模方法,最后对DC/AC逆变器直流侧噪声源内阻抗进行了提取实验,利用仿真分析控制参数对交流侧传导EMI噪声的影响,该研究内容为DC/AC逆变电源传导EMI问题的解决提供了一定的理论与实践参考。

面向蓄电池储能的双向AC-DC系统设计

研究了面向蓄电池储能的双向AC-DC装置,给出了主电路的拓扑结构,该结构由AC-DC和DC-DC两部分组成,且有相互独立的控制环节,实现了电网侧与蓄电池侧控制系统的完全解耦。在此基础上分析其双向变流原理,并给出系统在蓄电池充电模式和供电模式下的控制框图。仿真与实验结果表明,电网侧电流正弦化及实现单位功率因数整流,在蓄电池供电时,系统输出标准正弦电压,且动态性能良好。

桥式并联谐振直流环AC/DC变流器的最佳谐振控制

提出一种桥式关联谐振直流环电压源型ＡＣ／ＤＣ高功率因数变流器，所有器件可实现双零开关，采用相平面法对整流和逆变两种工作状态进行了归一化分析。在此基础上，讨论实现软开关的最佳谐振控制和参数设计，给出了实验结果。

小型直流UPS的AC-DC模块设计

分析了UPS的基本概念和发展现状,在简要介绍准谐振脉冲宽度调制电流模式控制器NCP1337芯片功能的基础上,根据实际开发的需求,采用NCP1337设计了一款110V交流输入、12V/40W直流输出的小型UPS电源的AC-DC模块。详尽分析了AC-DC模块各个子模块电路的设计。最后对研制的AC-DC模块的相关参数进行了实验验证,实验结果表明AC-DC模块设计达到预期设计要求。

电流畸变时AC/DC双向功率变换器的控制策略

在交直流混合微电网中,通过电力电子接口接入的可再生能源和非线性负载会使交流母线电流发生畸变。因此,要求AC/DC双向功率变换器不仅能可靠变换功率以保证交直流子网功率平衡,而且能抑制交流母线谐波电流。该文基于Fryze-Buchholz-Depenbrock(FBD)功率理论的谐波电流检测法,提出一种可以治理交流母线谐波电流的AC/DC双向功率变换器控制策略。该控制策略在实现交直流子网功率传输及母线电压稳定的基础上,还可以通过AC/DC双向功率变换器治理交流母线谐波电流,保证微电网具有良好的电能质量。最后通过仿真和实验验证了该控制策略的有效性。

DC-AC型非接触电能传输系统变换器设计

提出了适用于DC-AC型非接触电能传输(CPT)系统的新型电路拓扑,并采用不对称DC-AC变换器实现了该新型拓扑。该拓扑简化了DC-AC型CPT系统的电路结构,简化了和系统的控制方式,减少了次级回路电能变换的损耗,提高了整体系统的效率和功率密度。介绍了采用该变换器的电路拓扑和控制策略,对采用该变换器后的CPT系统进行了建模,并在此基础上对系统进行仿真研究,给出了实验结果,对分析和仿真结果进行了验证。

直流微电网双向AC/DC变换器并联系统控制策略仿真研究

为了便于扩展直流微电网的容量与增强系统可靠性,采用双向AC/DC变换器并联系统来实现直流微电网与大电网之间的能量交互。提出了一种直流微电网双向AC/DC变换器并联系统的低电压偏移功率均分控制策略,通过反馈直流线路的平均电流作为全局变量,并引入积分环节,实现了各变换器的功率精确分配而不受线路参数的影响。通过引入平均输出电压比例积分控制,减小了直流母线电压的偏移。探讨了二次纹波电流对并联系统功率控制的影响,引入带阻滤波器,抑制二次纹波电流和电压对并网电流畸变率的影响。分析了变换器并联系统的稳定性,给出了合适的控制参数。最后,仿真验证了所提出的控制策略的有效性。

电源设备中AC/DC和DC/AC变换电路

电源设备中根据电路变换功能来看,可分为四种类型:AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC,本文对AC/DC、DC/AC这两种变换的工作原理进行分析阐述并讨论每种电路的应用领域。

复合控制型低纹波PWM AC／DC-DC变换器

在PWM AC／DC-DC变换器中,通常采用大电容滤除前级整流产生的纹波。但在某些应用场合,滤波电容不能太大。如果只用较小的电容滤波,变换器输出电压的纹波较大。本文提出了前馈及局部负反馈控制方案,即利用变换器直流中间环节的纹波移相控制芯片UC3875的移相角,使输出电压产生与采用这种方式前反相的纹波,调节这种纹波的幅度就可以减小输出电压纹波,在此基础上,本文增加了局部负反馈环节,进一步降低纹波。仿真和实验结果表明了方案的可行性。

交直流混合微电网中双向AC/DC变换器模型预测控制策略

基于模型预测控制理论,提出一种应用于交直流混合微电网的双向AC/DC变换器控制策略,用来平衡交直流子网间的能量流动,使系统能够安全可靠运行。为此,建立双向AC/DC变换器的动态模型,在变换器电压空间矢量有限的条件下,根据系统离散时间模型来预测系统下一采样时刻的输出值,利用价值函数确定开关管的状态。仿真结果表明,所提出的控制策略可行、有效。

三电平DC/DC、AC/DC基本试验方法研究

在分布式发电及微电网领域,随着系统容量和电压等级的不断提高,采用三电平拓扑结构的DC/DC和AC/DC变换器得到大量的应用,但是在国内外一直没有实现其试验方法的标准化。本文以三电平DC/DC和AC/DC变换器的基本试验方法为研究对象,结合多种应用场景,在充分考虑现有国内外测试技术规范的基础上,重点从并联试验、功率控制试验、电网电压或频率异常响应试验等方面展开研究,并提出可行性试验方案。

交直流微电网AC/DC双向功率变换器控制策略

为了实现交直流混合微电网的可靠并网,基于微电网中AC/DC双向功率变换器下垂控制策略和预同步工作原理,提出一种适用于混合微电网中连接交直流子网的AC/DC双向功率变换器的控制策略。孤岛/并网模式时采用双向下垂控制实现双向功率流动。在由孤岛模式转为并网模式时,利用消除dq轴电压偏差实现幅值与相位同步,无需通过锁相环获取相位信息,实现平滑并网。同时,针对微电网中由于不平衡负载导致的三相不平衡工况,采用正负序分别控制的方法实现了非理想工况下微电网的同步互联。仿真结果验证了该方案的可行性。

准谐振式DC─AC变换器

准谐振技术是近年来提出的减小开关损耗，提高变换器效率的一种新技术。本文从两种基本的ＤＣ─ＡＣ变换方式开始，介绍了采用准谐振技术的各种ＤＣ─ＡＣ变换器的电路，工作原理及实验（仿真）结果。

孤立交直流混合微电网双向AC/DC换流器功率控制与电压波动抑制策略

在孤立交直流混合微电网中,对双向AC/DC换流器进行合理控制可以有效实现微网功率的协调分配并提高系统的抗外界干扰能力。将孤立混合微电网中的交流微网和直流微网等效为整合电源,分别给出双向AC/DC换流器交流侧和直流侧的有功功率下垂控制方程,进而提出基于全网功率成比例分配原则的双向AC/DC换流器外环功率控制策略,实现孤立混合微电网的功率平衡和自主分配;同时针对常规比例-积分(proportionalintegral,PI)内环控制无法获得理想的电压动态响应的问题,在对双向AC/DC换流器进行电压波动分析的基础上,提出一种抑制电压波动的双向AC/DC换流器改进内环控制策略,实现换流器电压对参考信号的无静差跟踪,提高下垂控制微电网系统的鲁棒稳定性。仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。