智能一体化UPS电源系统设计方案

广播电视发射的政策性、技术性及专业性较强,对于广播电视系统安全播出任务的要求日益严格,对发射台机房电源保障能力的要求也愈发严格。由于发射台机房停播故障70%以上源于供电系统,文章设计了智能一体化不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)系统方案,旨在避免广播电视发射台电源故障导致的停播事故,实现供配电系统零停播的要求和规范化、标准化、智慧化的用电目标。

UPS前置四桥臂PWM整流器控制策略

分析了无变压器的双变换式UPS的功率流动。根据瞬时功率理论,当UPS带不平衡负载时,逆变器需要提供平均功率和二次脉动功率。为了保证功率平衡,由整流器提供平均功率,而母线电容提供二次脉动功率。而由此产生的母线电压脉动会使得整流器三相输入电流耦合低次谐波。本文提出了一种滑动平均的算法来滤除母线电压反馈中的二次脉动分量,使得整流器能有效的提供平均功率。并针对UPS中前置四桥臂PWM整流器提出了一种基于abc坐标系下的双环控制策略。该方法可以有效抑制公共桥臂上的电流对整流器的影响,在电网某一相故障时,其余两相也能继续正常工作。仿真研究和实验结果验证了理论分析结论。

新型反射式双面光伏板对日跟踪装置设计

文章设计了一种基于新型光敏传感器和改进型PSO算法的双面光伏组件对日跟踪装置,该装置可从太阳能吸收最大化和功率输出最大化两个方面实现光电转化效率的提升。结合反射器和正、反面传感器暗盒采集的光敏信号,以STM32单片机及其外围电路为主控单元,采用低频唤醒和无线通信技术,可实现低功耗下双面光伏板的双精度双轴跟踪和信息采集;通过研究双面光伏板的电路模型和输出特性,采用改进型粒子群算法进行多峰值情况下最大功率点的追踪。试验证明,设计实现的装置光伏跟踪效果理想,双轴跟踪误差在1.59°以内,实现了快速、有效的最大功率输出。

基于PSM调制方式的双环控制电路的设计

跨周期调制(PSM)是一种不同于PWM和PFM的功率变换调制模式。文章从提高变换器效率和避免进入音频范围的角度出发,提出了一种基于PSM调制方式的双环控制电路,给出了电路的工作原理,占空比的设计方法和验证电路与实验结果。该设计是对PSM调制模式的一种优化,使PSM成为功率集成电路的实用性调制模式。

输电线路柔性直流融冰技术

为直流融冰技术在电网中的应用提出了一种新型柔性直流融冰技术。通过分析输电线路结冰情况的等效模型并研究融冰时的热交换过程,针对220kV输电线路计算出了线路融冰所需的保线电流和最大电流值。按计算结果的需求设计了基于可关断器件的新型柔性直流融冰电源。论述了该电源的主电路拓扑及其功率单元的等效电路,并对其相关的融冰控制策略进行了分析和研究。最后研制出一台全控直流融冰装置样机,并进行了现场试验。试验结果表明,该融冰装置可对直流输出电压进行柔性调节,融冰时的网侧谐波含量较低,在试验中仅3.16%。

一种新颖的开关电源调制模式

为了解决开关电源PWM模式在轻载时的效率低下和PFM模式输出噪声频带比较宽,滤波难度大的问题,提出了一种新颖的开关电源调制模式—跳周期调制(SCM)结合可变极限电流比较器双环控制模式.提出SCM的控制机理和理论模式,SCM模式的效率比常规的PWM高,且基本上与负载无关;通过可变极限电流比较器对负载进行监测形成双环路控制模式,提高了电源的响应度,降低了开关电源的电磁干扰和输出纹波电压.分析了其效率和负载的关系,并与PWM、PFM调制模式进行了比较,得出SCM结合可变极限电流比较器双环控制模式是一种在不同负载下均有很高效率的调制模式,特别适用于在满载下工作时间相对不长的中小功率电源系统.

基于DSP的矿井电机车调速系统的设计

针对传统电机车串联电阻调速时消耗能量大、效率低的缺点,设计了以DSP为控制核心的直流电机车的调速系统。该系统主电路采用三相桥式逆变器和整流电路,利用SVPWM控制技术和反馈跟踪控制策略,实现了转速和电流的双闭环控制。实验表明,该系统具有调速范围宽、抗干扰性强等特点,能够较好地解决传统电机车效率低的问题。

改进SVPWM在直驱型风电并网控制中的仿真研究

目前大功率直驱永磁同步发电系统和三相PWM逆变器控制正成为风力发电技术研究的热点。主要针对直驱风电系统中网侧逆变器控制进行研究,为减小并网逆变器输出电流中的谐波,采用空间矢量脉宽调制技术;为维持直流环节电压的恒定和使输出电流快速跟踪给定电流,实现单位功率因数并网,采用电压外环、电流内环双闭环结构控制风电并网。给出一种改进SVPWM调制方法,可以消除偶次谐波,降低输出波形畸变率,并且分别采用传统SVPWM和改进SVPWM调制方法对风电系统的有源逆变部分进行了仿真,结果验证了改进SVPWM控制方法的可行性和有效性,从而为实践中完成较高电能质量风电并网提供理论基础。

一种数字控制SPWM逆变器的设计

研究了一种数字控制逆变器,采用智能功率模块PS21865,减少了系统的复杂性,提高系统的可靠性。分析了单极性SPWM控制策略的优点和应用场合,给出了基于转速/电流双闭环控制的SPWM调制策略,完成了对直流变频空调压缩机的控制,并给出实验波形。

光伏并网功率控制器双模块控制方案

以中小容量单相光伏发电系统为背景,从有功功率调度角度对光伏并网功率控制器的控制方法问题进行探讨,旨在解决传统方法在有功功率控制方面存在的灵活性差、误差较大的问题,提出了一种具有灵活的有功功率调度和跟踪特性的新型双模块控制方案。首先描述了并网功率控制器的工作模式,在此基础上分别对控制方案中两个控制模块进行数学建模和动态、稳态性能分析。利用MATLAB/Simulink软件构建了并网逆变系统模型以及分别基于传统控制方案和新型控制方案的并网功率控制器模型,仿真结果表明,提出的控制方案在有功功率调度和跟踪方面具有显著优势,输出并网电流总谐波畸变率低,功率可调度范围宽,快速跟踪功率指令能力强,具有广阔的工程应用前景,可以灵活地对光伏并网发电系统进行功率控制。

基于输出侧双模块并联的电力电子变压器高电能质量控制策略

电力电子变压器(power electronic transformer,PET)在给不平衡或非线性负荷供电时,可能会出现PET装置输出侧电压幅值和频率不稳定的现象,甚至影响PET的供电可靠性。针对PET输出容量大、容量模块化可调、高电能质量供电等需求,避免单台逆变器输出模块在处理不对称或非线性负荷时的局限性,本文提出了PET输出侧(逆变级)双模块并联的高电能质量控制策略。主要思路为:输出侧中的一个逆变器模块采用电压电流双闭环控制策略,可视为电压源,负责提供稳定的PET输出侧电压,起到稳定其他输出侧逆变器模块的电压基准值的作用,既可以补偿所有负序、谐波及无功电流以降低对PET输出电压的不利影响,同时还按照既定的输出侧模块功率分配策略输出有功功率和无功功率。输出侧的其他逆变器模块则采用电流补偿控制策略,可视为电流源,用于增大输出电流,提升PET装置的容量。以两个输出侧逆变器模块并联输出为例进行理论分析,认为所提控制策略既可以提高PET装置的输出容量,又可以极大降低非对称负荷对PET输出电压稳定的不利影响,有效地提升了PET的负载适应性、容量扩展性及供电可靠性。仿真结果验证了本文所提出控制策略的有效性。

基于模型预测的三电平PWM变流器直接功率控制

为了满足脉宽调制型变流器功率响应速度快以及绝缘栅双极型晶体管开关频率恒定等要求,提出了基于模型预测的直接功率控制策略用于三电平PWM变流器。该控制策略采用电压外环、功率内环的双闭环控制,外环省略了锁相环环节,简化了控制系统结构;内环无需PI调节器,参数设计简单,响应速度快。利用MATLAB/SIMULINK仿真平台搭建了三电平中性点箝位型PWM变流器模型,对比分析了提出的控制策略与传统PI控制的效果。仿真结果表明,新的控制策略有效降低了交流侧电流总谐波失真率,提高了交流侧功率因数,具有良好的动态和稳态性能。

基于双脉宽调制技术的DC-DC电源设计

针对电力设备对直流供电电源的要求,采用可以有效抑制输出电压纹波与输出电流谐波的双脉宽调制方式为开关管的控制方法,在此基础上对采用该技术的DC-DC电源设计进行了研究。首先完成电源的方案设计,并对电源控制系统进行详细的理论分析与计算,最后通过对设计电源的动态响应速度、抗输入扰动能力与抗负载突变能力等指标的实验,对电源的设计方案进行验证。

微服务器集群架构的绿色云计算平台

随着计算机和网络技术的发展与普及,数据中心作为计算机和网络集中安装运行的单位,已经成为一个独立的行业并具有完整的业务模式.由于数据中心是将成千上万的计算机集中在密封的环境中运行,IT设备以及降温空调的耗电成本占数据中心运营成本的50%以上.巨大的耗电量也限制了数据中心的建设规模.因此绿色节能机房成为了当前数据中心的必然选择.目前,降低能耗的方法大部份停留在外围设施上,没有触及核心耗电的服务器部分.从降低服务器能耗出发,以太阳能为主供电源,再到优化配电系统,提出完整的数据中心建设解决方案,论述其原理并提出了"绿云技术"的技术标准和"绿云房"建设规范.最后通过测试结果和试运行情况验证了整体绿色性能.

全太阳能数据中心整体技术方案与实践

如何在提高数据中心数据处理能力的同时又降低用电量,成为数据中心行业进一步发展的瓶颈问题。为此,提出全太阳能数据中心整体技术方案,以微服务器集群构架为核心,以太阳能光伏发电为主供电源,在此基础上,再配合高压直流配电系统和分布式内嵌UPS系统。首个全太阳能数据中心已经建成投入使用,根据实际运行结果表明,能耗减少到常规数据中心的1/4,节能减排效果十分显著。同时,机房运行成本下降50%,利润率提高400%,一次性建设费用只有常规同等规模数据中心的60%,社会效益和经济效益同样明显。

一种直流电源模块并联运行均流方法

电源模块间的并联运行均流控制是实际应用中常见的问题。针对电源模块并联运行均流控制中存在的均流精度不高、稳定性差、抗干扰能力低的问题,提出了一种电压环结合双电流环进行均流控制的方法。对直流电源模块的输出电压进行采样,形成外电压环,稳定输出电压。利用最大电流均流的方法对模块输出电流进行均流控制,形成外电流环。各模块主电路电流经过采样电路连接到处理器形成内电流环,保证输出电流和均流的精度。电压环和双电流环经过处理器的调制,产生脉宽调制(PWM)对各个直流电源模块进行控制。通过仿真分析和2台4000 W样机测试,验证了电压环和双电流环控制的均流方法具有均流精度高、稳定性好、抗干扰能力强的优点。

基于矢量控制的内馈电机双闭环控制系统研究

基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理在内馈电机的内反馈环节设计了一套逆变控制系统。该逆变系统采用电流内环、电压外环的双闭环控制策略,对电压、电流环进行了参数设计,并利用MATLAB对双闭环控制的内馈电机调速系统进行了仿真。仿真结果表明,电机能在较大范围内实现平滑调速,及对单位功率因数控制,是适合内馈电机的一种新型控制方法。

高频数字化在线式UPS系统的设计与实现

设计了一种基于DSP芯片TMS320F28335和CPLD控制器EPM7256AETC100的高频数字化在线式交流不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)系统,系统集有源功率因数校正、电池充放电、逆变、控制、辅助电源及人机界面等单元于一体。本文详细讨论了系统总体方案设计,介绍了基于双半波BOOST变换器的功率因数校正、基于PR控制器的逆变器双环控制、基于解耦双同步坐标系的单相锁相环等关键技术,并完成了2k VA样机设计和性能指标测试,实验和仿真结果验证了该设计方案的可行性和样机系统的可靠性。